Il dilatometro disegnato dagli alunni della classe III B
del Liceo Classico “Tito Livio”
Questo strumento è usato per la misurazione della dilatazione
termica, mediante una fonte di calore, alla quale viene
sottoposta una sbarretta di metallo avente una delle due
dimensioni, la lunghezza,
preponderante. La dilatazione
misurata sarà quella in lunghezza e non quella del diametro,
dato che quest’ultimo è di pochi millimetri. Il dilatometro non
risulta preciso nella misurazione, al contrario di quello di
precisione che misura con esattezza la dilatazione dei
materiali. È formato da una base metallica su cui poggiano
due colonnine dello stesso materiale con due morsetti in cima,
sui quali viene poggiata la sbarretta in questione.
Quest’ultima viene bloccata ad una delle due estremità da una
vite, per evitare che la dilatazione avvenga da entrambe le
parti. L’estremità della sbarretta poggerà su di un sistema
meccanico amplificatore che fa muovere un indicatore lungo
un settore circolare graduato, situato nello stesso piano su cui
viene poggiato il dilatometro. Al di sotto della sbarretta verrà
poi posizionato un cilindro cavo con una apertura nella parte
superiore che fungerà da fornelletto rudimentale, nel quale
verrà immessa ovatta con alcool a cui verrà dato fuoco. È
possibile osservare, una volta accesa la fiamma, che la
sbarretta crescerà ad una velocità abbastanza sostenuta.
Prima che fosse utilizzato il fuoco, infatti, l’indicatore puntava
sullo zero del settore circolare graduato. Una volta spento il
fornelletto la velocità con la quale avverrà la diminuzione
della lunghezza risulterà essere minore della velocità di
allungamento.
Questo strumento è utilizzato per la misurazione della dilatazione
termica e consente di apprezzare variazioni di lunghezza pari al
centesimo di millimetro. Su di un supporto metallico a ponte sono
poggiate due sbarrette di metallo cave, di materiale diverso. Queste
sbarrette sono entrambe bloccate ad una estremità, per effettuare solo da
un lato la misura della dilatazione. All’altro estremo verrà posizionato
uno pistoncino di un comparatore, che converte lo spostamento lineare in
angolare. Quando la lancetta compie un giro si deduce che è avvenuto lo
spostamento di un millimetro. L’estremità libera di muoversi delle due
sbarrette sarà quindi collegata tramite un tubo di gomma ad una
caldaia ad acqua posta su di un fornelletto elettrico. Quando l’acqua bolle
nella caldaia, il vapore attraversa l’interno della sbarretta metallica e
dopo passando per un ulteriore tubo di gomma fa defluire lo stesso al di
fuori. Nel frattempo la temperatura raggiunta dal vapore è di 100° C, il
che permette alla sbarretta di dilatarsi e di far comprimere il pistoncino
con l’estremità, che genera la rotazione della lancetta interna. Quando la
temperatura diventa costante all’interno della sbarretta è possibile
effettuare la misurazione tramite il comparatore