Sul fenomeno della
dilatazione termica
Laboratorio di fisica - ITIS
La dilatazione
Sul fenomeno della
dilatazione termica
Laboratorio di fisica - ITIS
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.
Laboratorio di fisica - ITIS
Sul fenomeno della
dilatazione termica
Formule della dilatazione
Dilatazione lineare:
Lt = Lo ( 1 + l t )
L = l  L0  T
Dilatazione cubica :
Vt = Vo ( 1 + a t )
V = a  L0  T
Sul fenomeno della
dilatazione termica
Laboratorio di fisica - ITIS
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.
Sul fenomeno della
dilatazione termica
Laboratorio di fisica - ITIS
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.
Laboratorio di fisica - ITIS
Sul fenomeno della
dilatazione termica
La scala Kelvin ha come punto di
riferimento (0°K) lo 0 assoluto.
100°C
373°K
O°C
273°K
-273°C
0°K
°C = °K - 273
°K = 273 + °C
Sul fenomeno della
dilatazione termica
Laboratorio di fisica - ITIS
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.
Sul fenomeno della
dilatazione termica
Laboratorio di fisica - ITIS
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 V0 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: Vt=V0(1+a t).
• Il coefficiente a si chiama coefficiente di dilatazione cubica.
Per i solidi si dimostra che a = 3l.
Sul fenomeno della
dilatazione termica
Laboratorio di fisica - ITIS
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.
Sul fenomeno della
dilatazione termica
Laboratorio di fisica - ITIS