DILATAZIONE
LA DILATAZIONE
DILATAZIONE LINEARE DEI SOLIDI
I corpi solidi, come i liquidi, tendono a dilatarsi quando sono riscaldati e a contrarsi quando sono raffredati.
-Per tutti i solidi, la variazione di lunghezza , causata da una variazione di temperatura,segue, la legge sperimentale di dilatazione lineare: =
allungamento= (lunghezza iniziale) x (coefficiente di dilatazione lineare) x (variazione di temperatura)
-Possiamo dunque dedurre che la dilatazione è direttamente proporzionale alla temperatura.
Il coefficiente di dilazione lineare è una costante numericamente uguale all'allungamento di una barra lunga un metro riscaldata di 1°C, dipende dalla materia e si misura in °C-1 o k-1
La variazione della temperatura influisce molto su ciò che ci circonda, come per esempio i binari del treno, che d'inverno contraendosi emanano un suono e d'estate si dilatano; propio per questo esiste il giunto di dilatazione che è un dispositivo, usato nella tecnologia dell'armamento ferroviario, montato su ambedue le rotaie di un binario allo scopo di compensare le variazioni di lunghezza dello stesso determinate dall'aumento o dalla diminuzione della temperatura ambientale allo scopo di evitare deformazioni o disallineamenti delle rotaie nocivi alla sicurezza della circolazione dei treni.
LAMINA BIMETALLICA
DILATAZIONE VOLUMICA DEI SOLIDI E DEI LIQUIDI
Anche i liquidi (quasi tutti) se riscaldati subiscono una dilatazione; anche in questo caso, è possibile ricavare una legge sperimentale che fornisce l’entità di tale variazione, e tale legge è la stessa che viene utilizzata nel caso dei solidi.
Consideriamo l'aumento di tutto il volume di un corpo, che passa dal volume iniziale V0 al volume finale V a seguito della variazione di temperatura . In questo caso gli esperimenti mostrano che vale la legge sperimentale della dilatazione volumica: V= V0(1+)
VOLUME FINALE=(VOLUME INIZIALE) X [1+(COEFFICIENTE DI DILATAZIONE VOLUMICA) X (VARIAZIONE DI TEMPERATURA)
- I solidi e i liquidi, in generale, aumentano il proprio volume se aumenta la temperatura.
-La variazione del volume è direttamente proporzionale alla variazione di temperatura.
Da notare, però, che la dilatazione che subiscono i liquidi quando riscaldati è notevolmente maggiore di quella subita dai solidi; infatti, il coefficiente di dilatazione volumica α nel caso dei liquidi è dalle 10 alle 100 volte maggiore di quello di un solido.C’è, però, un liquido particolare il cui comportamento di discosta dal normale, e presenta importanti caratteristiche: l’acqua.
IL COMPORTAMENTO ANOMALO DELL'ACQUA
L’acqua presenta un comportamento anomalo. Ad esempio, se mettiamo una bottiglia di vetro colma d’acqua in surgelatore, dopo un certo periodo di tempo troveremo la bottiglia rotta. Infatti, raffreddandosi l’acqua sotto forma di ghiaccio aumenta di volume, rompendo così la bottiglia di vetro.
Allo stato liquido, poi, da 0°C a 4°C il volume dell’acqua diminuisce se riscaldata, mentre a temperature maggiori si ha un aumento di volume regolare sotto riscaldamento.
Queste caratteristiche dell’acqua possono spiegare come mai, in caso di temperature molto basse, notiamo uno strato di ghiaccio al di sopra di un recipiente d’acqua, o nel caso di un lago.
Un altro esempio è quello dell'acqua che bolle in pentola.