Volumenänderung

Mit der Volumenänderung von Körpern durch Temperatur befassen wir uns in diesem Artikel. Dabei wird vor allem auf den formelmäßigen Zusammenhang Wert gelegt. Dieser Artikel gehört zu unserem Bereich Thermodynamik.

Das Volumen von Körpern ändert sich, wenn sich die Temperatur, der Druck oder die an dem Volumen wirkenden Kräfte ändern. In diesem Artikel geht es nur um die Änderungen, wenn sich Temperatur verändert. Die anderen Bedingungen ( Kräfte, Druck ) bleiben hingegen konstante.

Volumenänderung Formel + Beispiele

Die Formeln zur Berechnung der Änderung eines Volumens sowie das Gesamtvolumen durch Temperaturänderungen lautet wie folgt:

Dabei ist:

• "ΔV" ist die Volumenänderung in Kubikmeter [ m³ ]
• "γ" Volumenausdehnungskoeffizient ( Stoffabhängig ) in 1 durch Kelvin [ 1 / K ]
• "V₀" ist das Ausgangsvolumen in Kubikmeter [ m³ ]
• "ΔT" ist die Temperaturänderung in Kelvin [ K ]
• "V" ist das Volumen bei einer gewünschten Temperatur in Kelvin [ K ]

Der Ausdehnungskoeffizient ist abhängig vom verwendeten Stoff, der sich ausdehnt und kann entsprechenden Tabellen entnommen werden. Bevor wir zu einem Beispiel kommen, hier noch schnell die Information wie man Celsius in Kelvin umrechnet bzw. umgekehrt:

Beispiel Volumenänderung:

Die Ausdehnung eines idealen Gases soll untersucht werden. Dabei wird ein Volumen von 2m³ um 20 Kelvin erwärmt. Wie groß ist die Änderung des Volumens und wie groß ist das Volumen nach der Temperaturänderung? Damit berechnet sich die Volumenänderung wie folgt:

Die Rechnung zeigt, dass sich das Volumen um 0,146m³ auf 2,146m³ ändert. Die erhöhte Temperatur führt zu einer Ausdehnung des Volumens.

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