Wärmeausdehnung

Wie verändern sich Feststoffe, Flüssigkeiten und Gase bei Erwärmung?


Beschreibe die folgenden Versuche mit Hilfe eines Kurzprotokolls.

Versuch 1
Stülpe über einen Glaskolben einen Luftballon. Tauche den Glaskolben nun inheißes bzw. kaltes Wasser und beobachte.
Kolben mit übergestülptem Luftballon

Versuch 2
Fülle einen Glaskolben mit gefärbtem Wasser und verschließe ihn mit einemStopfen, in dem ein Glasröhrchen steckt. Die Flüssigkeit sollte dabei in demRöhrchen etwas nach oben steigen.
Tauche den Glaskolben nun in heißes bzw. kaltes Wasser und beobachte.
Kolben mit teilweise gefülltem Röhrchen

Versuch 3
Besorge Dir den nebenstehenden Versuchsaufbau mit einer Metallkugel und einemdazu passenden Metallring.
Prüfe, ob die Kugel durch das Loch passt.
Erwärme dann die Kugel mit Hilfe eines Gasbrenners (VORSICHT!!!!) und prüfeerneut.
Kugel mit Metallring an einem Stativ

Information
In jedem Stoff bewegen sich die Teilchen aufgrund der Wärme gegeneinander. InFlüssigkeiten und Gasen führen sie dabei ungeordnete Bewegungen aus und stoßengegeneinander. In festen Stoffen liegen die Teilchen fest an ihrem Platz,schwingen dabei aber um eine Ruhelage herum.
Wird nun ein Stoff erwärmt, werden die Bewegungen der einzelnen Teilchengrößer. Dadurch werden auch die Stöße bzw. Schwingungen größer und die Teilchenbenötigen mehr Platz.
Man kann dies mit einer Gruppe von Menschen vergleichen. Stehen sie alle still,so können sie dicht beieinander sein, ohne sich zu stören. Tanzen sie aber wild umher, so benötigen sie mehr Platz um sich nicht zu verletzen.
Wärmebewegung in Gasen bzw. Festkörpern

Weiterführende Experimente und Fragen für Experten und Neugierige:

- Hänge eine Masse an ein Gummiband, so dass es locker gespannt ist. Erwärme nun das Gummiband mit einem Föhn.

- Man könnte den Versuch 1 so verändern, dass man keinen Luftballon zum Abdichten benutzt, sondern den Kolben mit einem Stopfen verschließt, so dass sich die Luft nicht ausdehnen kann. Was passiert nun? Wenn Du den Versuch tatsächlich durchführen möchtest, solltest Du den Stopfen einfetten, damit er wirklich dicht ist und zum Erwärmen einen Gasbrenner benutzen.

- Wenn Du Dir bei Versuch 3 etwas mehr Zeit nimmst, kannst Du die Kugel auf den Metallring legen und abwarten. Achtung, es gibt mehrere Erklärungen für Deine Beobachtungen!



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