Transcript La dilatazione
Sul fenomeno della dilatazione termica
Laboratorio di fisica - ITIS
La dilatazione
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La dilatazione termica
• La dilatazione termica è un fenomeno che comporta un aumento di volume.
• L’aumento di volume è visibile solo quando il corpo si trova allo stato gassoso o liquido, mentre è impercettibile quando si trova allo stato solido. Quando la temperatura di un corpo aumenta, il corpo si dilata. Il fenomeno cessa quando si raggiunge L’EQUILIBRIO TERMICO.
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Formule della dilatazione Dilatazione lineare: L
t =
L
o
( 1 +
l t
)
L
= l
L
0
T
Dilatazione cubica : V
t =
Vo ( 1 +
a
t )
V
= a
L
0
T
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La temperatura
• La temperatura è un parametro che caratterizza lo stato termico di un corpo. Per aumentare la temperatura di un corpo basta metterlo a contatto con un corpo più caldo. Caldo e freddo sono sensazioni soggettiva che esprimono soltanto una qualità. • La temperatura è un parametro che caratterizza lo stato termico di un corpo. Essa è una misura di quanto un corpo è caldo o freddo. Conosciamo diversi tipi di scale, le più usate sono la scala CELSIUS e quella KELVIN. Le nostre sensazioni, non possono essere utilizzate per una misura della TEMPERATURA. Per darne una definizione è necessario ricorrere a un fenomeno che si ripete sempre nello stesso modo ogni volta che un oggetto viene riscaldato o raffreddato. Uno di questi fenomeni è la dilatazione termica. Tutti i corpi quando sono riscaldati si dilatano, cioè aumentano di volume.
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Il termometro
• Il termometro è uno strumento che misura la temperatura. Il termometro comprende un tubicino di vetro riempito di mercurio, è da una scala graduata in °C o °K. Sotto l’azione del calore il mercurio si dilata e risale nel capillare indicando la temperatura nella scala. Questo strumento viene usato per misurare la temperatura corporea. Per conoscere la temperatura di un corpo si mette il termometro a contatto e si aspetta che si raggiunga l’equilibrio termico.
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La scala Kelvin ha come punto di riferimento (0°K) lo 0 assoluto.
100°C O°C -273°C
°C = °K - 273 °K = 273 + °C
373°K 273°K 0°K
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L'equilibrio termico
• È la condizione di due o più corpi che, essendo rimasti a contatto per un sufficiente intervallo di tempo, hanno la stessa temperatura.
• Quando due corpi, uno caldo e uno freddo, vengono messi a contatto quello caldo si raffredda e quello freddo si riscalda. Dopo un tempo più o meno lungo si troveranno in una situazione di equilibrio termico, ossia alla stessa temperatura che è compresa tra i due valori iniziali.
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La dilatazione cubica
• Quando la temperatura aumenta, un corpo si dilata in tutte le sue dimensioni: lunghezza, larghezza, e altezza. Si parla di
Dilatazione cubica
e non più di dilatazione lineare, nel senso che il processo interessa l’interno volume del corpo. Chiamando V 0 il volume di un corpo solido a 0°C, il volume Vt alla temperatura t può essere calcolato con una formula simile a quella che abbiamo scritta per la lunghezza di una sbarra: V t =V 0 (1+ a t).
• Il coefficiente a si chiama coefficiente di dilatazione cubica. Per i solidi si dimostra che a = 3 l.
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L’acqua
L’acqua si comporta in modo diverso dagli altri liquidi. Quando la sua temperatura aumenta da 0°C a 4°C invece di dilatarsi si comprime. Oltre i 4°C, invece, riprende a dilatarsi. Quindi a 4°C raggiunge la massima densità.
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