mehr
ausdehnt, desto mehr erhebt sich der Hebelarm l. Aus der an der
Skala s abgelesenen Zahl für die
Erhebung von l kann man die
Ausdehnung
[* 2] des
Stabes für eine bestimmte Temperaturerhöhung berechnen.
Derartige messende Versuche haben gelehrt: 1 m
Zink verlängert sich, wenn seine
Temperatur zwischen 0°
und 100°
C. um 1° C steigt, um 0,0000294 m. Man nennt die Zahl, die angiebt, um den wievielten
Teil ihrer Länge sich die
Längeneinheit eines Körpers bei der Temperaturerhöhung von 1° C. (zwischen 0° und 100° C.) ausdehnt, den
Ausdehnungskoefficienten
des betreffenden Körpers. Diese Zahl hat man mit t zu multiplizieren, wenn man die Ausdehnung
für
die Temperaturerhöhung von
t° C. berechnen soll.
Der Ausdehnungskoefficient für 1° C. beträgt bei Messing 0,0000188, Kupfer [* 3] 0,0000171, Eisen [* 4] 0,0000122, Platin 0,0000088 und Glas [* 5] 0,00000861. In der Regel erfolgt die der festen amorphen Körper und der Krystalle des regulären Systems (s. Krystalle) nach allen Richtungen hin gleichmäßig, bei den andern Krystallen findet dies jedoch nicht statt. Die Zahl, die angiebt, um den wievielten Teil ihres Volumens sich die Volumeneinheit eines Körpers bei der Temperaturerhöhung von 1° C. (zwischen 0° und 100° C.) ausdehnt, heißt kubischer Ausdehnungskoefficient; er beträgt (wie in [* 1] Fig. 2 durch den Zuwachs angedeutet ist) fast das Dreifache des linearen Ausdehnungskoefficienten.
Ein Glasgefäß, das um 1° C. erwärmt wird, erhöht also sein
Volumen um 3 mal 0,00000861 des ursprünglichen
Volumens. Die
der festen Körper muß im praktischen Leben, z. B. beim Legen der Eisenbahnschienen, die
für die Ausdehnung
Zwischenräume erhalten müssen, berücksichtigt werden. Die Angaben von Präcisionsmaßstäben
müssen nach den
Temperaturen korrigiert werden; die Normaltemperatur, bei welcher dieselben genau richtig sind, muß angegeben
sein.
Die der tropfbaren Flüssigkeiten wird dadurch ersichtlich, daß sie sich stärker ausdehnen als ihre Gefäße; man erhält also zunächst nur ihre scheinbare Volumenausdehnung, aus der die wahre berechnet wird, indem man zur erstern die der Gefäße addiert. Um die Ausdehnung zu messen, bedient man sich entweder thermometerartiger Gefäße (Dilatometer), oder man bestimmt das Gewicht der zu untersuchenden Flüssigkeit, die ein kleines Glasgefäß bei verschiedenen Temperaturen (z. B. 0° und 100° C.) enthält. Solche Gefäße [* 1] (Fig. 3 und 4) füllt man bei 0° C. mit der Flüssigkeit [* 1] (Fig. 4 bis zur Marke a) und bestimmt dann das Gewicht der letztern bei 0° C.
Erhöht man hierauf die Temperatur auf 100° C., so tritt ein Teil der Flüssigkeit [* 1] (Fig. 3) aus dem Gefäß [* 6] oder [* 1] (Fig. 4) über die Marke, von wo sie bis zur letztern entfernt wird. Wenn jetzt bei 100° C. wieder das Gewicht der zurückgebliebenen Flüssigkeit bestimmt wird, so läßt sich aus den beiden Wägungen die scheinbare der Flüssigkeit für den Temperaturunterschied von 0° bis 100° C. berechnen. Man erhält hierdurch den kubischen Ausdehnungskoefficienten, der für die meisten Flüssigkeiten bei verschiedenen Temperaturen verschieden ist; nur für Quecksilber ist er so gut wie konstant gleich 0,00018153=1/5509, weshalb sich das Quecksilber besonders gut als Thermometerflüssigkeit eignet. Sehr unregelmäßig ist die Ausdehnung des Wassers, das bei +4° C. seine größte Dichte besitzt und sich von hier an sowohl bei der Erwärmung, als auch bei der Abkühlung ausdehnt (s. Wasser). Die Kraft, [* 7] mit der sich das Wasser beim Gefrieren ausdehnt, ist so mächtig, daß es die stärksten Gefäße und selbst eiserne Bomben [* 1] (Fig. 5 und 6), die man mit Wasser gefüllt der Kälte aussetzt (Williams in Quebec 1785 und Hagenbach 1879), sprengen kann.
Die Gase und [* 8] Dämpfe dehnen sich noch bei weitem stärker aus als die tropfbaren Flüssigkeiten, und zwar alle in nahezu gleichem Maße. Ihre Ausdehnung beträgt für je 1° C. Temperaturerhöhung 0,003665=1/273 des jeweiligen Volumens. Die Ausdehnung oder Zusammenziehung der Gase wächst proportional den Angaben des Quecksilberthermometers (Gay-Lussacsches Gesetz 1802). Sind die Gase allseitig durch feste Wände abgesperrt, so wächst ihre Spannkraft, also ihr Druck auf die Wände proportional mit der Temperaturzunahme. Die der Gase wird zu wissenschaftlichen Zwecken bei Luft- und Gasthermometern verwendet. (S. Thermometer [* 9] und Dimension.) [* 10]
Im philosophischen Sinne ist Ausdehnung bei Descartes und dessen Nachfolgern der Ausdruck für das Außereinander oder den Raum (s. d.); bei Spinoza sind und Denken die Attribute der einen Substanz.