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Dilatazione termica

Filmati:



  Dilatazione lineare - solidi

Un corpo che alla temperatura di 0C lungo l0 alla temperatura t si allunga di D l=l0l t.


Quindi la sua lunghezza l = l0+D l = l0+l0l t ovvero

l = l0(1+l t )

dove l = coefficiente di dilatazione lineare del materiale con cui fatto il corpo ed esprime:

l'allungamento subito da un filo di un metro che subisce l'aumento di temperatura di un grado.

Per i corpi solidi il valore di solito molto piccolo. Ad esempio per l'acciaio il valore l =12 10-6C-1.

Coefficienti di dilatazione lineare medi tra 0°C e 100 °C
Sostanze Solida l (1/°C) Sostanza l (1/°C)
Ferro 12E-6 Alluminio 24E-6
Rame 17E-6 Vetro pirex 3,3E-6
Ottone 19E-6 Invar 0,7E-6
Piombo 19E-6 Ghiaccio 51E-6
Sostanze liquide l (1/°C) Sostanza l (1/°C)
Mercurio 1,82E-4 Alcool etilico 10E-4
Glicerina 5E-4 Etere 15E-4

Osservazione!!

Se la lunghezza iniziale e' l1 e la variazione di temperatura e' Dt, la lunghezza finale l= l l1Dt
e quindi:

l=l1(1+lDt)

Dilatazione superficiale - solidi

Il coefficiente di dilatazione superficiale ha un valore che circa il doppio del coefficiente di dilatazione leneare, cio a ~ 2l . Consideriamo infatti una piastra di dimensioni a0, b0 di area A0 alla temperatura di zero gradi e riscaldiamola alla temperatura di t gradi. L'area A sara':


  Dilatazione di volume - solidi, liquidi, gas

Si procede come nel caso precedente assumendo il coefficiente di dilatazione cubica dei solidi il triplo di quello lineare, cio b ~ 3l , ed otteniamo

V=V0(1+ bt)

Per i gas perfetti le formule approssimate non possono pi essere usate. Sotto pressione costante si dilatano tutti nella stessa misura e il coefficiente di dilatazione cubica riferito alla temperatura di 0C vale circa 1/273 che molto pi grande di quello dei liquidi e dei solidi.


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