Was ist der Temperaturkoeffizient?
Der Temperaturkoeffizient eines Materials beschreibt, um wie viel sich eine bestimmte Eigenschaft ändert, wenn die Temperatur um 1 Kelvin (entspricht 1 ° Celsius) steigt oder fällt. Einige übliche Eigenschaften, die sich mit der Temperatur ändern, umfassen elektrischen Widerstand und Elastizität. Durch lineare Änderungen der Materialeigenschaften ist es einfach, einen Temperaturkoeffizienten zu berechnen. Die Berechnungen werden jedoch schwieriger, wenn die Änderung einer Eigenschaft nicht linear ist. Es gibt eine Reihe praktischer Anwendungen für Materialien, die sich mit der Temperatur ändern, insbesondere in der Elektronik, weshalb die Untersuchung von Temperaturkoeffizienten wichtig ist.
Wenn ein Stoff erhitzt oder gekühlt wird, können sich seine Eigenschaften ändern. Der Widerstand eines Objekts kann beispielsweise in Abhängigkeit von seiner Temperatur zunehmen oder abnehmen. Andere Eigenschaften, wie die Elastizität eines Materials, können ebenfalls abhängig von der Temperatur variieren. Substanzen mit temperaturbezogenen Eigenschaften sind für eine Vielzahl unterschiedlicher Anwendungen nützlich. Daher müssen Wissenschaftler genau einschätzen können, welche Änderungen an einem bestimmten Materialtyp auftreten.
Mit dem Temperaturkoeffizienten können Wissenschaftler die Änderung der Materialeigenschaften in Abhängigkeit von der Temperatur numerisch beschreiben. Mit anderen Worten, der Temperaturkoeffizient gibt an, wie stark sich eine Eigenschaft ändert, wenn sich die Temperatur um 1 Kelvin ändert. Die Kelvin-Skala ist ein alternatives Temperaturmaß mit einem anderen Ausgangspunkt als die Celsius-Skala, aber eine Änderung von 1 Kelvin entspricht 1 ° Celsius.
Wie sich ein Material mit der Temperatur ändert, hängt von einer Vielzahl von Faktoren ab. Einige Materialien weisen beispielsweise eine Beständigkeit gegen Elektrizität auf, die sich linear mit der Temperatur ändert. Das heißt, wenn sich die Temperatur verdoppelt, verdoppelt sich auch der Widerstand. Es ist viel einfacher, einen Temperaturkoeffizienten zu berechnen, wenn sich das Material linear mit der Temperatur ändert.
Wenn die Variation mit der Temperatur nicht linear ist, ist der Temperaturkoeffizient schwieriger zu berechnen. In dieser Situation versuchen Wissenschaftler normalerweise, eine Vielzahl von Temperaturkoeffizienten zu entdecken, die in verschiedenen Temperaturbereichen verwendet werden können. Trotzdem ist es nicht immer möglich, einen nützlichen Temperaturkoeffizienten zu berechnen.
Ein Beispiel für eine praktische Anwendung, die aufgrund des bekannten Temperaturkoeffizienten eines Materials möglich ist, sind temperaturabhängige Widerstände. Diese werden in einer Reihe von Stromkreisen verwendet und ermöglichen es einem Techniker, das Verhalten eines Stromkreises in Abhängigkeit von der Außentemperatur zu ändern. Ohne Vorhersagen darüber, wie ein Material auf Temperaturänderungen reagiert, wäre dies nicht möglich.