Wärme wirkt auf Körper

Verhalten von Körpern bei Temperaturänderung

Wenn es im Sommer heiß ist, schwitzt du. So reagieren Menschen und viele Tiere auf Wärme. Die verlorene Flüssigkeit musst du dann wieder ausgleichen, indem du viel trinkst. Wenn es hingegen sehr kalt ist, beginnst du zu zittern. Damit entsteht in den Muskeln Wärme. Doch auch unbelebte Körper reagieren auf solche Temperaturänderungen: Sie ändern dabei ihre Beschaffenheit. Das nennen die Physiker das thermisches Verhalten eines Körpers.

Die Temperatur eines Stoffes ist maßgeblich für dessen Aggregatzustand. Du wirst drei Aggregatzustände kennenlernen: fest, flüssig und gasförmig. Ein Körper kann theoretisch von einem dieser Aggregatzustände in jeden anderen übergehen. Das bekannteste Beispiel ist Wasser. Unterhalb von $0^\circ C$ ist es fest (Eis). Darüber beginnt es zu schmelzen und bis $100^\circ C$ ist es flüssig (Wasser). Darüber beginnt es zu verdampfen und ist gasförmig (Wasserdampf).

Die Temperatur entscheidet aber nicht nur bloß darüber, welchen Zustand ein Stoff annimmt, sondern auch welche Größe er hat. Im Sommer kann es vorkommen, dass der Asphalt auf den Straßen bricht. Das liegt daran, dass sich Festkörper bei Hitze ausdehnen.

Auch Schienen sind deswegen nicht starr verankert, sondern haben immer etwas Spielraum an den Befestigungen. Wie weit sich ein Stoff ausdehnt oder wie schnell er warm wird hängt auch von dessen Wärmekapazität ab.

Das ideale Gas

Die Temperatur beeinflusst nicht nur die Größe von Festkörpern, sondern auch von Gasen. In der Schule werden Gase normalerweise immer als ideale Gase betrachtet. Ein solches ideales Gas hat die drei Zustandsgrößen Druck, Volumen und eben die Temperatur. Welche Vereinfachungen bei einem idealen Gas angenommen werden und wie die Zustandsgrößen zusammenhängen, kannst du in Das ideale Gas und seine Gesetze lernen.

Die Gesetze von Amontons und Gay-Lussac beschreiben, welche Auswirkungen eine Temperaturänderung auf das Volumen und den Druck eines Gases hat. In Zukunft kannst du vielleicht selbst erklären, warum ein Luftballon im Kühlschrank schrumpft und in der Sonne explodiert.