Wärmeausdehnungskoeffizient
Der Wärmeausdehnungskoeffizient ist ein Kennwert, der das Verhalten eines Stoffes (eines Materials) bezüglich Veränderungen seiner Abmessungen bei Temperaturveränderungen beschreibt (siehe auch: Wärmeausdehnung).
Es wird zwischen dem thermischen Längenausdehnungskoeffizienten α (auch linearer Wärmeausdehnungskoeffizient) und dem thermischen Raumausdehnungskoeffizienten γ (auch räumlicher Ausdehnungskoeffizient oder Volumenausdehnungskoeffizient) unterschieden:
- Der Längenausdehnungskoeffizient α gibt an, um welchen Betrag im Verhältnis zur gesamten Länge, sich ein fester Körper bei einer Temperaturänderung von einem Kelvin vergrößert oder verkleinert.
- Der Raumausdehnungskoeffizient γ gibt an, um welchen Betrag im Verhältnis zum gesamten Volumen, sich das Volumen einer Flüssigkeit bei einer Temperaturänderung von einem Kelvin vergrößert oder verkleinert.
Im Allgemeinen ist der Wärmeausdehnungskoeffizient eine positive Größe. Manche Stoffe zeigen in einem bestimmten Temperaturbereich (z. B. Wasser zwischen 0 und 4 °C) ein ungewöhnliches Verhalten. Auch gibt es Materialien (z. B. einige Arten von Glaskeramik), deren Wärmeausdehnungskoeffizient nahezu Null ist.
Der Wärmeausdehnungskoeffizient wird auf empirischen Wege durch Messungen ermittelt und gilt nur für den Stoff und für den Temperaturbereich an beziehungsweise in dem die Messung erfolgte.
Längenausdehnungskoeffizient α ausgewählter fester Stoffe
| Bezeichnung | α in 10-6/K bei 20°C |
|---|---|
| Aluminium, gewalzt | 23,2 |
| Aluminium, rein | 23,0 |
| Antimon | 10,5 |
| Beryllium | 12,3 |
| Beton | 12,0 |
| Blei | 29,3 |
| Bronze | 17,5 |
| Cadmium | 41,0 |
| Chrom | 6,2 |
| Diamant | 1,3 |
| Eis, 0 °C | 51,0 |
| Eisen | 12,2 |
| Germanium | 6,0 |
| Glas (Fensterglas) | 7,6 |
| Glas (Geräteglas) | 4,5 |
| Glas (BK7) | 7.1 |
| Glas (Borosilikatglas, Pyrex) | 3,25 |
| Glas (Quarzglas) | 0,5 |
| Glaskeramik (Zerodur) | < 0,1 |
| Gold | 14,2 |
| Graphit | 2,0 |
| Grauguss | 9,0 |
| Holz, Eiche | 8,0 |
| Invar | 1,5 |
| Iridium | 6,5 |
| Kochsalz | 40,0 |
| Konstantan | 15,2 |
| Kupfer | 16,5 |
| Magnesium | 26,0 |
| Mangan | 23,0 |
| Mauerwerk | 5,0 |
| Messing | 18,4 |
| Molybdän | 5,2 |
| Neusilber | 18,0 |
| Nickel | 13,0 |
| Platin | 9,0 |
| Polyamid (Nylon) | 120,0 |
| Polymethylmethacrylat (PMMA) | 85,0 |
| Polyvinylchlorid (PVC) | 80,0 |
| Porzellan | 3,0 |
| Silber | 19,5 |
| Stahl | 13,0 |
| Stahl, rostfrei | 16,0 |
| Titan | 10,8 |
| Wismut | 14,0 |
| Wolfram | 4,5 |
| Zink | 36,0 |
| Zinn | 26,7 |
Raumausdehnungskoeffizient γ ausgewählter Flüssigkeiten
| Bezeichnung | γ in 10-3/K bei 20°C |
|---|---|
| Alkohol (Ethanol) | 1,10 |
| Aceton (Propanon) | 1,43 |
| Benzin | 1,06 |
| Benzol | 1,23 |
| Chloroform (Trichlormethan) | 1,28 |
| Essigsäure | 1,07 |
| Ether | 1,62 |
| Glyzerin (Propantriol) | 0,49 |
| Methanol | 1,10 |
| Mineralöl (Hydrauliköl) | 0,70 |
| Paraffin | 0,76 |
| Petroleum | 0,96 |
| Quecksilber | 0,18 |
| Terpentinöl | 1,00 |
| Tetrachlormethan | 1,22 |
| Toluol | 1,11 |
| Wasser | 0,21 |