Die in der Wissenschaft allein gebrauchte Skala ist die hundertteilige oder Zentesimalskala. Bei7 dieser ist der Gefrierpunkt mit 0°, der Siedepunkt mit 100° bezeichnet.
Ein homogener starrer Körper dehnt sich nach allen Richtungen hin gleichmässig aus, d. h. alle Dimensionen vergrössern sich um1 denselben Bruchteil ihrer ursprünglichen Länge. Man nennt den Bruchteil der ursprünglichen Grösse des Körpers, um1 welche dieselbe bei einer Temperaturänderung um1 1° C sich ändert, den Ausdehnungskoeffizienten (für Eisen z. B. 0,0000123).
Bei genauen Längenmessungen ist zu beachten, dass die Länge des Massstabes von der Temperatur abhängt. Ist z. B. ein eiserner Massstab bei 15° C gerade 5 m lang, so ist seine Länge bei 25° C=5 (1 + 0,0000123[25-15]) = 5,000615 m. Bei -5° C dagegen ist sie 5(1+0,0000123 [-5-15]) = 4,99877 m d. h. bezw.2 0,6 mm zu lang und 1,2 mm zu kurz.[Pg 43]
Die Kraft, mit der die Ausdehnung und Zusammenziehung der metalle erfolgt, ist ebensogross wie die, welche erforderlich wäre, um dieselbe Aenderung durch mechanischen Zug oder Druck hervorzubringen. Man muss deshalb eiserne Träger3, Brücken, Dampfkessel etc. so mit dem Mauerwerk4 verbinden, dass sie sich ungehindert ausdehnen und zusammenziehen können. Eiserne Radreifen5 werden heiss aufgezogen, damit sie nach dem Erkalten das Rad fest zusammenpressen. Dasselbe gilt6 von den sogenannten Schrumpfringen7 der grossen Geschützrohre.
Die Temperatur, bei8 der ein starrer Körper flüssig wird, heisst sein Schmelzpunkt; die Temperatur, bei der ein flüssiger Körper starr wird, heisst sein Erstarrungs- oder Gefrierpunkt. Beide Temperaturen sind für dieselbe Substanz gleich. Das Schmelzen und Erstarren ist meist von einer plötzlichen sprungweisen Aenderung des Volumens begleitet. So dehnt sich das Wasser beim Gefrieren um1 beinahe 1/11 seines Volumens aus; infolgedessen ist das Eis spezifisch leichter als das Wasser. Die Ausdehnung geschieht mit grosser Gewalt, so dass selbst starke gusseiserne Bomben durch darin gefrierendes Wasser zersprengt werden.
Die Verwandlung des flüssigen in den gasförmigen Zustand nennt man Verdampfen; der Uebergang des Dampfes in Flüssigkeit heisst Verdichtung. Eine Flüssigkeit entwickelt bei8 jeder Temperatur Dampf. Infolge seines Bestrebens sich auszubreiten, übt9 der Dampf, wie jedes Gas, einen gewissen Druck aus, welchen man Dampfdruck oder Dampfspannung10 nennt. Die Dampfspannung wächst mit der Temperatur der Flüssigkeit.
