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Wärmeausdehnung und Bimetall verstehen

Viele Stoffe ändern bei Erwärmung ihre Länge, Fläche oder ihr Volumen. Auf dieser Seite übst du Ausdehnungskoeffizient, Längenänderung, Bimetall, Temperaturmessung und technische Anwendungen.

Die Aufgaben passen besonders zu Klasse 8–12 und verbinden Formeln mit Dehnungsfugen, Rohrleitungen, Thermostaten, Thermometern und Passungen.

So löst du Aufgaben zur Wärmeausdehnung

  1. Bestimme Material, Anfangslänge, Temperaturänderung und Ausdehnungskoeffizient.
  2. Verwende ΔL = αL0ΔT und berechne bei Bedarf die Endlänge.
  3. Unterscheide freie Ausdehnung von thermischen Spannungen bei Einspannung.
  4. Prüfe Vorzeichen, Einheit, Größenordnung und die technische Konsequenz.

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Wärmeausdehnung, Bimetall und Anwendungen online üben

Test 3 zu Wärmeausdehnung, Bimetall und technischen Anwendungen mit 5 Aufgaben und Lösungen.

Wähle eine Antwort. Achte auf α, L0, ΔT, Vorzeichen, Einheiten und die freie oder verhinderte Ausdehnung.

5 Fragen
0/5 Fragen0 %
Richtig 0
Falsch 0
Offen 5
1. FrageMultiple Choice

Ein Aluminiumstab ist 1 m lang, α = 24 · 10⁻⁶ K⁻¹ und wird um 100 K erwärmt. Wie groß ist ΔL?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: C

Die richtige Antwort ist: Etwa 2,4 mm..

  1. Material und Temperatur bestimmen: Ordne Anfangslänge, Temperaturänderung, Ausdehnungskoeffizient und den Zustand des Bauteils zu.
  2. Ausdehnungszusammenhang anwenden: ΔL = 24 · 10⁻⁶ · 1 m · 100 = 0,0024 m = 2,4 mm.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Etwa 2,4 mm.. Kontrolliere Vorzeichen, Einheit, Größenordnung und ob eine freie Ausdehnung möglich ist.

ΔL = 24 · 10⁻⁶ · 1 m · 100 = 0,0024 m = 2,4 mm.

2. FrageMultiple Choice

Wie verhält sich die Flächenausdehnung eines isotropen Festkörpers näherungsweise?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: B

Die richtige Antwort ist: Der Flächenausdehnungskoeffizient ist ungefähr 2α..

  1. Material und Temperatur bestimmen: Ordne Anfangslänge, Temperaturänderung, Ausdehnungskoeffizient und den Zustand des Bauteils zu.
  2. Ausdehnungszusammenhang anwenden: Bei kleinen Änderungen dehnen sich zwei senkrechte Längenrichtungen jeweils mit α aus.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Der Flächenausdehnungskoeffizient ist ungefähr 2α.. Kontrolliere Vorzeichen, Einheit, Größenordnung und ob eine freie Ausdehnung möglich ist.

Bei kleinen Änderungen dehnen sich zwei senkrechte Längenrichtungen jeweils mit α aus.

3. FrageMultiple Choice

Wie verhält sich die Volumenausdehnung eines isotropen Festkörpers näherungsweise?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: A

Die richtige Antwort ist: Der Volumenausdehnungskoeffizient ist ungefähr 3α..

  1. Material und Temperatur bestimmen: Ordne Anfangslänge, Temperaturänderung, Ausdehnungskoeffizient und den Zustand des Bauteils zu.
  2. Ausdehnungszusammenhang anwenden: Drei Raumrichtungen tragen bei kleinen Temperaturänderungen zur Volumenänderung bei.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Der Volumenausdehnungskoeffizient ist ungefähr 3α.. Kontrolliere Vorzeichen, Einheit, Größenordnung und ob eine freie Ausdehnung möglich ist.

Drei Raumrichtungen tragen bei kleinen Temperaturänderungen zur Volumenänderung bei.

4. FrageMultiple Choice

Was passiert mit einem Loch in einer gleichmäßig erwärmten Metallplatte?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: Das Loch wird größer..

  1. Material und Temperatur bestimmen: Ordne Anfangslänge, Temperaturänderung, Ausdehnungskoeffizient und den Zustand des Bauteils zu.
  2. Ausdehnungszusammenhang anwenden: Die gesamte Platte skaliert nach außen; ein Loch verhält sich so, als wäre dort Material mit demselben Ausdehnungsverhalten.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Das Loch wird größer.. Kontrolliere Vorzeichen, Einheit, Größenordnung und ob eine freie Ausdehnung möglich ist.

Die gesamte Platte skaliert nach außen; ein Loch verhält sich so, als wäre dort Material mit demselben Ausdehnungsverhalten.

5. FrageMultiple Choice

Warum besitzen Eisenbahnschienen Dehnungsfugen oder besondere Schienenstöße?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: C

Die richtige Antwort ist: Damit Wärmeausdehnung ohne gefährliche Druckspannungen möglich ist..

  1. Material und Temperatur bestimmen: Ordne Anfangslänge, Temperaturänderung, Ausdehnungskoeffizient und den Zustand des Bauteils zu.
  2. Ausdehnungszusammenhang anwenden: Ohne Ausweichmöglichkeit können sich bei Erwärmung große Kräfte und Verformungen aufbauen.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Damit Wärmeausdehnung ohne gefährliche Druckspannungen möglich ist.. Kontrolliere Vorzeichen, Einheit, Größenordnung und ob eine freie Ausdehnung möglich ist.

Ohne Ausweichmöglichkeit können sich bei Erwärmung große Kräfte und Verformungen aufbauen.

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Wärmeausdehnung und Bimetall FAQ

Wie lautet die Formel der linearen Wärmeausdehnung?

Es gilt ΔL = α · L0 · ΔT.

Warum biegt sich ein Bimetall?

Zwei fest verbundene Metalle dehnen sich unterschiedlich stark aus und müssen diese Differenz durch eine Krümmung ausgleichen.

Gibt es Lösungen zu allen Aufgaben?

Ja. Jede Aufgabe enthält eine richtige Antwort, eine Erklärung und drei nachvollziehbare Lösungsschritte.