Warum macht der Ofen nach der Nutzung noch Geräusche, obwohl er aus ist?
Es ist der Geist der Wärme, der nach dem Abschalten seine Glieder streckt um sich von den Anstrengungen der Erhitzung zu erholen.
Eine physikalische Antwort gibt's aber auch noch:
Ein üblicher Ofen ist aus einer Vielzahl an Materialien zusammengesetzt. Selbst wenn das alles Metalle sind, so sind doch unterschiedliche Metalle oder Stähle verbaut. Die Schrauben bestehen aus einem anderen Stahl, als die Bleche. All diese Materialien haben jeweils unterschiedliche Ausdehnungskoeffizient
en. Selbst wenn diese marginal sind, sind sie denoch vorhanden. Dazu kommt, dass große Teile sich langsamer abkühlen als kleine Teile, also selbst wenn Schrauben und Bleche aus dem gleichen Material sind, so kühlen die Schrauben schneller ab und ziehen sich dabei schneller zusammen, als die Bleche. Das führt zwangsläufig zu Spannungen, die sich im Knacken äußern (die Bleche und Schrauben verrutschen gegeneinander). In der Regel knacken tatsächlich die Fugen. Selbst wenn man den Ofen aus einem einzelnen Blech herstellen würde (z. B. durch Tiefziehen
) würden denoch beim Abkühlen Spannungen entstehen, da z. B. die Kanten und Ecken mit einer deutlich anderen Geschwindigkeit abkühlen als die Flächen und damit entstehen Spannungen zwischen Kanten und Flächen, die sich durch knacken äußern. Wenn man Pech hat (bzw. im Maschinenbaustudium geschlafen hat), kann ein solches Teil sogar durch diese Spannungen zerreißen.
Durch raffinierte Konstruktion und z. B. spannende Unterlegscheiben kann man das minimieren.
Generell muss man bei der Konstruktion von Dingen darauf achten, dass die Ausdehnungskoeffizienten der verwendeten Materialien aufeinander abgestimmt sind, damit es die Konstruktion bei thermischer Belastung nicht zerreißt.
Beim Stahlbetonbau, also Beton mit Stahlarmierung drin, hat man übrigens den schönen Effekt, dass die Ausdehnungskoeffizienten von Beton und Stahl über weite Temperaturbereich quasi identisch sind. Deswegen funktioniert das überhaupt. Wenn Stahl und Beton sich unterschiedlich ausdehnen würden, könnte ein Hochhaus im Sommer oder Winter durch die thermische Belastung zerstört werden - Glück gehabt.
Beim Flugzeug Lockheed SR-71
musste man sogar sehr viele sehr spezielle konstruktive Maßnahmen ergreifen, um die Problematik der Wärmeausdehnung (die Außenhaut wird über 400 Grad heiß) in den Griff zu bekommen.
Die Wärmeausdehnung ist auch bei Brücken ein sehr großes Thema, das muss in der gesamten Konstruktion berücksichtigt werden, deshalb gibt es auch diese Dehnungsfugen auf der Fahrbahn (knackende Brücken will wahrlich niemand, denn wenn es im Beton knackt, dann ist immer was kaputt gegangen). Generell ist Beton nämlich sehr intolerant bezüglich irgend gearteter Verformung, wenn er keinen Raum hat, um sich auszudehnen, dann bricht er einfach. Das ist auch der Grund für die Fahrbahnschäden auf Beton-Autobahnen im Hochsommer.