Ausdehnung, Expansion etc. 188 Ausdehnung, Expansion etc.
ist im Bereich der Wissenschaft sowohl,
als fiir’s bürgerliche Leben von sehr be
deutendem Einflufs, wenngleich diese A.
nur sehr gering ist, und z. B. beim
Schmiedeeisen bei einem Temperatur-Un
terschied von 0° bis 100° C. nur etwa
—- der Länge beträgt. Zuerst beruht
bOO
auf der verschiedenen A. verschiedener
Metalle die Construction der Metall-Ther
mometer, auf der A. des Quecksilbers und
des Weingeistes die Construction der nach
diesen Stoffen genannten Thermometer.
Die A. hat Einflufs auf die Aenderung
der Metall-Maafsstäbe bei Gradvermessun
gen, während oft bedeutend verschiedener
Temperatur-Unterschiede der Atmosphäre,
und veranlafst dabei fortdauernde Cor-
rectionen; Einflufs auf die summarische
Anzahl der Pendelschwingungen in län-
§ erer Zeit, also auch auf den richtigen
-ang der Uhren; auf die Verlängerung
und Verkürzung der Schienenstrecken von
Eisenbahnen, welche bei nicht beobachte
ter Vorsicht der Baumeister den Reisen
den Gefahr bringend sein würden; des
gleichen auf die Verlängerung und Ver
kürzung von Röhrenstrecken für Gas
oder Wasserleitungen, w'eshalb hier her
metisch nachgebende Compensations-Muf-
fen angebracht werden müssen, wenn
nicht die Röhren und deren Verbindungen
zerrissen oder zerquetscht werden sollen.
Die gedachten, verhältnifsmäfsig sehr
kleinen A. verschiedener fester Körper
sind gefunden worden, theils durch un
mittelbare Beobachtung, indem das obere
Ende einer frei hangenden längeren Stange
fixirt und das untere Ende mit einem
Fernrohr versehen worden, welches bei
horizontal bleibender Axe vor und nach
deren Erwärmung auf einen bestimmten
höheren Grad nach einem sehr fern ste
henden Maafsstab zeigte, oder indem das
zweite freie Ende der erwärmten Stange
auf den sehr kurzen Arm eines zusammen
gesetzten Hebelwerks w irkte, dessen letzte
rer längerer Arm als Zeiger auf einer
graduirten Scheibe einen wahrnehmbaren
Bogen beschrieb, oder auch durch Zählung
der Schwingungen eines Pendels bei ver
schiedenen Erwärmungen des Raums, in
dem er sich befand.
Die als Beispiel oben angegebene A.
von — für Eisen ist die Längen-A.,
Lin ear-A. Ein Stab von der Länge
= 1 bei der Temperatur von 0° C. erhält
also bei einer Erwärmung um 100° C.
die Länge 1 + x^r, und da bei Erwär-
800
mutigen von 0° bis 300° C. die A. mit
wenig bemerkbaren Unterschieden den
Wärmegraden proportional sind, so hat
derselbe Stab bei 1° C. die Länge 1 + —-—
8 80000
Bezeichnet man die A. — * - mit k,
80000
so hat ein Stab bei 2° C. die Länge
1 + 2k, bei n° C. die Länge 1+nfc.
Hat der Stab eine Breite = 1, so ge
schieht die A. um gleich viel auch nach
dieser Richtung, und der Flächen-Inhalt
= 1 wird bei 1° G. = (l + Ä)(l + A) = (l + ft) 2 .
Diese A. ist ¡die Flächen-A., welche in
der Praxis von seltener Anwendung ist.
Hat ein Würfel die Seite = 1, so wird
der Inhalt desselben bei 1° C. = (l + /t) 3 .
Wie gezeigt, ist k gegen 1 sehr klein,
und man lälst daher, ohne einen Fehler
zu begehen, die Potenzen von k w r eg, um
die Flächen-A. und die Körper-A.,
die cubische A. zu bestimmen. Man
nimmt also die Flächen-A. nicht (1 + /e) 2
= l + 2fc + /i 2 , sondern 1 + 2k, und für die
cubische A. nicht 1 + 3A+ 3A 2 + A. 3 , son
dern 1 + 3A.
Dafs die cubische A. das Dreifache der
linearen A. ist, erklärt die hohe Aufstei
gung des Quecksilbers in einer sehr engen
Thermometerröhre aus einer verhältnifs
mäfsig grofsen Kugel, und eben so, dafs
beim Barometer der Höhen-Unterschied bei
veränderter Luft-Temperatur nur äufserst
gering ist, und dafs für die Auffindung
der richtigen Luftdruckhöhe eine nur un
bedeutende thermometrische Correction
erforderlich ist.
Folgende Tabelle zeigt die A. verschie
dener fester Körper bei einer Wärme-
Vermehrung von 100° C. nach den an
gegebenen Beobachtern in alphabetischer
Ordnung.