Techniklexikon

thermische Ausdehnungskoeffizienten

Thermodynamik und statistische Physik, Wärmeausdehnungskoeffizienten, Koeffizienten, die die Änderung der Länge L (linearer Ausdehnungskoeffizient a) oder des Volumens V (kubischer Ausdehnungskoeffizient g) mit der Temperatur beschreiben. Sie sind durch

definiert. g kann aus a berechnet werden, ist aber nur bei kubischem Gitter einfach darzustellen (g = 3a). In einem begrenzten Temperaturbereich kann a in vielen Fällen als konstant angesehen werden, so dass man die Formel  verwenden kann (: Temperatur in °C). Daher sind a und g im allgemeinen positive Grössen. Einzige (wichtige) Ausnahme sind die Koeffizienten für Wasser zwischen 0 und 4 °C, wo sie negativ werden.

Über die Temperaturabhängigkeit von a hat E. Grüneisen 1912 eine Reihe von Gesetzmässigkeiten erkannt. Bei einfachen festen Stoffen nimmt a mit fallender Temperatur ab, und zwar proportional zur spezifischen Wärmekapazität c_p. Für die thermische Ausdehnung von Flüssigkeiten und Gasen kommt nur der kubische Ausdehnungskoeffizient in Betracht. (Gay-Lussacsches Gesetz)