Der Temperaturkoeffizient eines Materials beschreibt, um wie viel sich eine bestimmte Eigenschaft ändert, wenn die Temperatur um 1 Kelvin (entspricht 1° Celsius) ansteigt oder abfällt. Einige allgemeine Eigenschaften, die mit der Temperatur variieren, umfassen den elektrischen Widerstand und die Elastizität. Lineare Änderungen der Materialeigenschaften machen es einfach, einen Temperaturkoeffizienten zu berechnen, aber die Berechnungen werden 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 abgekühlt wird, können sich seine Eigenschaften ändern. So kann beispielsweise der Widerstand eines Objekts in Abhängigkeit von seiner Temperatur steigen oder fallen. Auch andere Eigenschaften, wie beispielsweise die Elastizität eines Materials, können temperaturabhängig variieren. Stoffe mit temperaturabhängigen Eigenschaften sind für eine Vielzahl unterschiedlicher Anwendungen nützlich, daher müssen Wissenschaftler in der Lage sein, genau zu beurteilen, welche Veränderungen an einem bestimmten Materialtyp auftreten.
Der Temperaturkoeffizient ist eine Möglichkeit für Wissenschaftler, die Änderung der Eigenschaften eines Materials in Abhängigkeit von der Temperatur numerisch zu beschreiben. Mit anderen Worten, der Temperaturkoeffizient gibt an, um wie viel sich eine Eigenschaft ändert, wenn die Temperatur um 1 Kelvin geändert wird. 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 haben beispielsweise einen Widerstand gegen Elektrizität, der 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 Temperaturänderung 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 brauchbaren 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 Ingenieur, das Verhalten eines Stromkreises in Abhängigkeit von der Außentemperatur zu ändern. Ohne vorhersagen zu können, wie ein Material auf Temperaturänderungen reagiert, wäre dies nicht möglich.