LA DILATAZIONE TERMICA

   Se poniamo una sfera di Volume  x sopra una fiamma, noteremo che dopo un certo periodo il suo Volume è aumentato. Questo avviene perchè il calore è una entità familiarmente legata all'energia cinetica (o di movimento) delle molecole dei corpi.

    Questa tesi è data dalla Teoria cinetica della materia che sostiene

    Essendo le molecole dotate di oscillazioni isocrone⁽¹⁾ è evidente che con l'aumentare della velocità delle molecole, a causa dell'aumento della temperatura, anche il moto oscillatorio delle molecole stesse aumenta e quindi lo spazio tra una molecola e l'altra aumenta con l'aumentare della velocità delle stesse e diminuisce in caso di cessione di calore. Questo fenomeno, chiamato dilatazione termica, implica aumenti o diminuzioni di volume del corpo oggetto dell'esperimento.

    Sappiamo che al variare della temperatura, la massa m di un corpo rimane costante mentre varia il volume V e che quindi la sua densità d subirà, a causa della dilatazione termica, un'alterazione corrispondente alla variazione di temperatura che il corpo ha subito passando da t₁ a t₂ ; per quanto premesso avremo:

da cui avremo:

ovvero:

    Il fenomeno della dilatazione termica può essere evidenziato con un esperimento illustrato di seguito:  

poggiamo una barretta metallica su due blocchetti di legno predisposti come in fig. 1 ed accendiamo la fiamma:

Fig. 1

    Dopo qualche minuto la barretta metallica ha subito un allungamento (fig. 2)

Fig. 2

    Eseguendo l'esperimento precedente con diversi materiali noteremo che l'allungamento DL è proporzionale all'aumento di temperatura ed alla lunghezza iniziale della barretta.

    Possimo quindi scrivere la seguente equazione:

DL = L_t - L₀ = l L₀ (t - t₀) (1)

ovvero:

L_t = L₀  +   l L₀ (t - t₀) = L₀  [1 +  l (t - t₀)] (3)

dove: L_t = lunghezza alla temperatura t ;

          L₀ = lunghezza alla temperatura t₀ ;

          l = coefficiente di dilatazione termica (vedi tabella seguente)

Tabella coefficienti di dilatazione lieneare

[Torna alla temperatura]