Hallo,
ich hab dazu mal auf Wikipedia nachgeschaut, aber da steht nicht, wovon jeweils Wärmeausdehnungskoeffizient oder spezifische Wärmekapazität abhängen. Auch den Tabellen konnte ich keine Gesetztmäßigkeit entnehmen.
Zum Wärmeausdehnugskoeffizienten:
Ich kann mir vorstellen, dass dieser nur von der Bindung zwischen den Molekülen bzw. Atomen abhängt, desto härter bzw. stärker die Bindung desto weniger Ausdehnung bei Temperaturerhöung. Jedoch kann das nicht ganz korrekt sein, da nach Wiki Diamant sich mehr ausdehent als Keramik, aber Diamant doch der härteste Stoff überhaupt ist.
Also wovon hängt der Wärmeausdehnugskoeffizient genau ab?
Zur spezifischen Wärmekapazität:
Das hängt bestimmt davon ab, wieviel Energie vom Stoff sonst aufgenommen wird (Elektronen, die angeregt sind, wenn die Temperatur steigt) als in Atombewegung(kinetische Energie des Atoms).
Aber genau weiß ich es halt leider noch nicht, wovon die spezifische Wärmekapazität genau abhängt.
Bitte helft mir da mal auf die Sprünge
Vielen Dank
Tim
Also wovon hängt der Wärmeausdehnugskoeffizient genau ab?
Dass sich Feststoffe bei Erwärmung ausdehnen, lässt sich wie folgt erklären:
Ich erkläre es mal an dem Beispiel des Lennard-Jones-Potenzials (s. http://de.wikipedia.org/wiki/Bild:12-6-Lennard-Jones…). Die Kurve gibt an, wie hoch die Energie eines Atoms in Abhängigkeit vom Abstand zu seinem Nachbarn ist. Man sieht sofort, dass die Kurve bei rm ein Minimum annimmt. Ein Atom, das sich näher bei seinem Nachbarn befindet, wird in Richtung des Minimums abgestoßen, ein Atom das weiter entfernt ist, wird dementsprechend angezogen.
Bei einer Temperatur von 0 K liegt das Atom also genau in der „Potenzialmulde“. Wenn es an energetisch angehoben wird, befindet es sich etwas höher. Ihm steht nun ein größerer Raum zur Verfügung (zeichne in Gedanken eine waagrechte Linie etwas über dem Minimum in die Potenzialmulde hinein). Wie Du sofort siehst, ist der Mittelpunkt dieser Linie nicht senkrecht über dem Minimum, sondern etwas nach rechts versetzt. Das liegt daran, dass die beiden Seiten des Potenzials nicht symmetrisch ansteigen. Folglich befindet sich ein Atom mit einer größeren Energie (also einer größeren Temperatur) etwas weiter von seinem Nachbarn entfernt. Da dies für alle Atome gilt, dehnt sich der Festkörper aus.
Der Ausdehnungskoeffizient (um auf Deine Frage zu kommen) hängt also mit den zwischenatomaren Kräften und der Geometrie des Kristalls zusammen. Das hat zwar auch alles irgendwie mit Härte zu tun, aber es ist nicht dasselbe. Wegen der zahlreichen Variationsmöglichkeiten von Bindungen, Bindungskräften, Kristallkonformationen, … wird es nicht einfach sein, eine einfache Gesetzmäßigkeit zu erkennen.
