Gleisverwerfung aufgrund der Längenausdehnung der Schienen
Bildquelle: Wikipedia
Erwärmt man einen Metallstab der Länge L0, so dehnt er sich aus und besitzt dann die Länge L. Die entsprechende Formel lautet:
Trägt man die Längenzunahme L – L0 gegen die Temperaturänderung T – T0 auf, so müsste man eine ansteigende Gerade erhalten mit dem Anstieg k = α · L0.
Das zugehörige Experiment sieht folgendermaßen aus:
Ich koche Wasser auf und pumpe es dann durch das Messingrohr. Dessen Temperatur T messe ich mit einem am Rohr fixierten Temperaturfühler. Gleichzeitig bestimme ich mit einer Messuhr mit 1/100 mm Auflösung die Länge L des Messingrohrs. Das Wasser im Rohr lasse ich dann abkühlen und wiederhole die Temperatur- bzw. Längenmessung.
Die für den Versuch benötigten Teile habe ich auf Aliexpress günstig bestellt:
Chinesisches Essen habe ich mir übrigens auch von Aliexpress bestellt. War sogar noch warm, als es zugestellt wurde… 😉
Der Ausdehnungskoeffizient von Messing liegt bei rund 19 · 10^ –6 1/°C. Gehe ich von einer Temperaturspanne von 100°C – 20°C = 80°C aus und einer Stablänge von 500 mm, so müsste ich eine Längenausdehnung im Bereich von 500 · 19 · 10^ –6 · 80 = 0.76 mm erwarten können. Dies sollte die Messuhr mit 1/100 mm Auflösung eigentlich gut erfassen, mal schauen…
Quelle: Wikipedia
Das Messingrohr spanne ich ja an einem Ende fest ein. Dazu habe ich mir aus Buchenholz schnell eine Klemme gebastelt:
Die Schlauchtüllen und die 10 Cent Münzen für die Rohrabschlüsse habe ich mit meinem 100W Lötkolben in Kombination mit einem kleinen Gasbrenner angelötet:
In dieser Anordnung soll dann das Ganze auf einer Holzplatte montiert werden:
Das 12V-Pumpensystem, mit dem ich kochendes Wasser durch das Rohr leite:
Wenn es Neuigkeiten gibt geht es hier weiter…
