Gough-Joule-Effekt

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Als Gough-Joule-Effekt [ɡɒf dʒuːl] wird das Phänomen bezeichnet, dass unter Spannung stehende Elastomere (wie z. B. Gummi) sich bei Erwärmung zusammenziehen, statt sich wie andere Körper auszudehnen. Der Effekt ist nach John Gough, der ihn 1802 erstmals beobachtete, und James Prescott Joule, der ihn in den 1850er Jahren systematisch untersuchte, benannt. Wenn das Elastomer nicht unter Spannung steht, tritt der Effekt nicht auf.

Demonstrationsexperiment[Bearbeiten]

Der Effekt kann in einem einfachen Experiment demonstriert werden. Es handelt sich dabei um ein Rad mit Gummispeichen. Diese werden mit einer Kohlenbogenlampe lokal beleuchtet, worauf sich das Rad zu drehen beginnt.

Aufbau und Beobachtung[Bearbeiten]

Das Rad ist aus Gummibändern statt metallischen Speichen aufgebaut. Es wird an seiner Achse aufgehängt und lokal werden die Gummibänder erhitzt. Dabei wird eine Bewegung des Rades beobachtet. Das Rad erscheint deswegen auf den ersten Blick als Perpetuum mobile zweiter Art, da man keinen ersichtlichen Grund für diese Bewegung sieht.

Erklärung[Bearbeiten]

Die lokal erhitzten Gummibänder ziehen sich aufgrund der Hitze zusammen, wodurch sich der Schwerpunkt des Rades ein kleinwenig verschiebt. Dadurch liegt nun die Achse des Rades nicht mehr mit dem Schwerpunkt zusammen, wodurch ein Drehmoment M entsteht. Damit beginnt das Rad sich zu drehen. Hier wird also Wärme direkt in Arbeit umgesetzt.

Literatur[Bearbeiten]