Siedepunkt und Temperaturausdehnung

Nun klären wir welche Relation zwischen Atomabstand, Siedepunkt und Temperaturausdehnung von Baustoffen besteht. 

Atomium in Brüssel

Wieder kommen wir zu dem Merksatz:

In Bezug auf die Wärmezufuhr gilt:

Bei T = 0 K wird keine äußere Energie zugeführt und der Atomabstand $ a = a_0 $ stellt sich ein. 

Wird die Temperatur eines Baustoffs bis zum Siedepunkt erhöht, so stellt sich kein bestimmter Atomabstand mehr ein. Es gilt $ a = \infty $. Der Siedepunkt verhält sich proportional zu $ W_{min} $

Erhöht man die Temperatur, ausgehend von 0 K, langsam, so ergeben sich für einen bestimmten Energiezustand $ W_1 $ zwei mögliche Atomabstände $ a_a $ sowie $ a_b $. Das Atom schwankt dabei um einen Mittelwert $ a_m $ aus $ a_a $ und $ a_b $. 

Der Zuwachs $ a_m - a_0 $ stellt die Temperaturausdehnung dar. Je geringer die Festigkeit der Bindung ist und je asymmetrischer die Funktion $ W = f(a) $ umso stärker dehnt sich das Material aus.