Lösung
Hinweis
Es wird darauf hingewiesen, dass für jedes Experiment entsprechend der eigenen Durchführung vor der erstmaligen Aufnahme der Tätigkeit eine Gefährdungsbeurteilung durchgeführt und dokumentiert werden muss. Jede fachkundige Nutzerin/jeder fachkundige Nutzer muss die aufgeführten Inhalte eigenverantwortlich prüfen und an die tatsächlichen Gegebenheiten anpassen.
Weder die Redaktion des Lehrerfortbildungsservers noch die Autorinnen und Autoren der veröffentlichten Experimente übernehmen jegliche Haftung für direkte oder indirekte Schäden, die durch exakten, veränderten oder fehlerhaften Nachbau und/oder Durchführung der Experimente entstehen. Weiterführende Informationen erhalten Sie unter www.gefahrstoffe-schule-bw.de
Bimetalle bestehen aus zwei zusammengenieteten Metallen, die sich beim Erwärmen unterschiedlich stark ausdehnen (d. h. sie besitzen unterschiedliche Längenausdehnungs-koeffizienten). Je größer die Erwärmung, desto stärker krümmt sich der Bimetallstreifen.
Der Längenausdehnungskoeffizient (LAK) gibt an, um wie viel sich ein 1 m langer Stab bei einer Erwärmung von 1 K verlängert.
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Die Ausdehnung von 1m langen Stäben bei Temperaturerhöhung von 1K beträgt bei: |
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Eisen / Stahl |
0,012 mm |
Blei |
0,029 mm |
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Beton |
0,012 mm |
Messing |
0,019 mm |
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Aluminium |
0,024 mm |
Kupfer |
0,017 mm |
z. B.:
Ein 1 m langer Eisenstab wird bei einer Temperaturerhöhung von 1 K um 0,012 mm länger.
Ist der Stab aus Aluminium, so wird er um 0,024 mm länger, usw.
Im obigen Beispiel dehnt sich Aluminium stärker aus als Eisen. Da die Metalle aber zusammengenietet sind, krümmt sich der Bimetallstreifen nach unten.
Aufgabe 1:
Diese Bimetallstreifen werden erhitzt. Krümmen sie sich nach oben oder nach unten?
| Eisen |
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Kupfer |
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Blei |
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Kupfer |
| Aluminium | Messing | Aluminium | Eisen | |||
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| oben | oben | unten | unten |
Aufgabe 2:
1 Liter Benzin dehnt sich im Durchschnitt bei Temperaturerhöhung von 1 K um 0,001 Liter aus. Um wie viele Liter dehnen sich 60 l Benzin bei einer Temperaturerhöhung von 50 K aus?
ΔV = 3 Liter
Aufgabe 3:
Um wie viele Zentimeter wird eine 500 m lange Betonbrücke bei einer Temperaturerhöhung von 50 K (also von – 20 °C im Winter auf + 30 °C im Sommer) länger?
Δl = 30 cm
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