Ausdehnung der Körper durch Wärme.
Die wichtigste Wirkung der Wärme ist die Ausdehnung. Alle Körper dehnen sich in der Wärme aus und ziehen sich in der Kälte zusammen. Wenn indeß feuchter Thon in der Hitze sich zusammenzieht oder schwindet, so ist das nur eine scheinbare Ausnahme, da er durch die Hitze das Wasser verliert, welches ihm seine größere Ausdehnung gab. Nur das Wasser macht eine wirkliche Ausnahme. Bei einer Temperatur von 3° R. hat es seine größte Dichtigkeit; von da ab dehnt es sich sowohl bei weiterer Erwärmung als bei weiterer Abkühlung immerfort aus. Im Augenblicke des Gefrierens besitzt es etwa dieselbe Ausdehnung, wie bei der Temperatur von 6½° R. Auch beim Gefrieren dehnt sich das Wasser aus; das Eis hat also ein geringeres specifisches Gewicht als das Wasser oder ist leichter als dasselbe und schwimmt daher auf dem Wasser.
Fig. 50.
Die Ausdehnung der Körper durch die Wärme wird zur Messung der Wärme benutzt, und zwar bedient man sich dazu besonders solcher Körper, welche sich durch eine gewisse Gleichförmigkeit der Ausdehnung auszeichnen, vor Allem des Quecksilbers, aber auch des Weingeistes, der Luft und bisweilen sogar der Metalle. Das gewöhnlichste Instrument zur Messung der Wärme ist das Thermometer. Es besteht aus einer engen gläsernen Röhre, welche unten in eine Kugel ausläuft. Diese Röhre wird mit Quecksilber oder Weingeist gefüllt und, nachdem durch Erhitzen die Luft ausgetrieben ist, oben zugeschmolzen. An dieser Röhre befindet sich eine Gradeintheilung oder Skala. Auf dieser wird zunächst der Punkt bestimmt, bis zu welchem das Quecksilber in der Röhre sich bei der Temperatur des siedenden Wassers ausdehnt, ebenso derjenige Punkt, an welchem das Quecksilber bei der Temperatur des gefrierenden Wassers steht. Der erstere heißt der Siedepunkt, der letztere der Eispunkt oder Gefrierpunkt. Der Zwischenraum zwischen beiden Punkten wird bei dem Réaumur'schen Thermometer in 80, bei dem Celsius'schen in 100 gleiche Theile oder Grade eingetheilt. Der Gefrierpunkt ist zugleich der Nullpunkt. Bei dem Fahrenheit'schen Thermometer wird der Nullpunkt durch eine Temperatur bezeichnet, welche durch eine künstliche Kältemischung von Schnee und Salmiak erzeugt wird. Dieser künstliche Eispunkt liegt 142/9 Réaumur'sche Grade tiefer als der natürliche Gefrierpunkt. Der Zwischenraum zwischen diesem künstlichen Eispunkt und dem Siedepunkt ist beim Fahrenheit'schen Thermometer in 212 Grade eingetheilt. Der natürliche Gefrierpunkt liegt also hier bei 32 Grad. – Das erste Thermometer soll der Holländer Cornelius Drebbel gegen das Jahr 1630 erfunden haben; doch war es noch sehr unvollkommen und maß die Temperatur nur durch die Ausdehnung der Luft, welche das Steigen und Fallen einer rothgefärbten Flüssigkeit im untern Theile der Röhre bewirkte. Die gegenwärtige Einrichtung erhielt das Thermometer erst durch die Akademie von Florenz, die zuerst eine Füllung mit Weingeist anwandte. Die jetzigen festen Punkte wurden von Fahrenheit in Danzig (1709) und Réaumur (1730) eingeführt. Der Gebrauch des Quecksilbers für das Thermometer rührt von Fahrenheit (1714), die hunderttheilige Skala von Celsius in Upsala (1742) her.
277. Warum läßt sich ein eiserner Topf, den man kalt gerade noch durch eine Ofenthür schieben konnte, wenn er heiß geworden, nicht wieder herausziehen?
Weil das Eisen sich durch die Wirkung der Wärme ausgedehnt, der heiße Topf daher einen weit größeren Inhalt und größere Höhe angenommen hat als vorher. Aus demselben Grunde füllen Plättbolzen rothglühend die Plätteisen fast ganz aus, während sie kalt sich darin hin und her schütteln ließen.
278. Warum legt der Schmied den eisernen Wagenreif glühend um das Rad?
Weil der eiserne Reif im glühenden Zustande ausgedehnt ist und, wenn er so an das Rad befestigt wird, sich beim Erkalten zusammenziehen und daher fest an das Rad anschließen muß. Dagegen schlägt der Schmied die Nägel kalt in das heiße Eisen, weil sie, heiß eingeschlagen, nach dem Erkalten ihren Raum nicht mehr ganz ausfüllen und daher leicht herausfallen würden.