Dilatazione lineare

TITOLO: Dilatazione lineare

OBIETTIVO:

Determinare il coefficiente λ (lamda) di dilatazione dei metalli. λ esprime l'allungamento subito da una sbarra di lunghezza unitaria per ogni incremento di un grado di temperatura e si misura in °C^-l.

DESCRIZIONE APPARATO SPERIMENTALE:

Ø       Tubo di ottone di lunghezza L₀=0,50m;

Ø       Tubo di alluminio di lunghezza L₀=0,50m;

Ø       Tubo di ferro di lunghezza L₀=0,50m;

Ø       2 Termometri (0.1°C/range:-50°/150°);

Ø       Beuta con acqua;

Ø       Piastra elettrica (fornello);

Ø       Micrometro (1*10^-2mm)

Ø       Beker;

Ø       Sostegno, dove viene fissata in un punto l'asta metallica;

Ø       2 Tubi in gomma;

Posizionare il tubo di ottone sul sostegno e fissarlo su di una estremità con la vite, collocare il micrometro sull'estremità opposta (.1). Chiudere la beuta contenente l'acqua con un tappo,  collegare un tubo di gomma al foro della beuta (.2) ed alla parte non fissata dell'ottone, questo tubo permette il passaggio del vapore all'interno del metallo preso in considerazione riscaldandolo, anche se non omogeneamente, poi collegare il secondo tubo in gomma all'estremità fissata del tubo di ottone e sistemarvi il beker sotto, in modo tale da raccogliere l'acqua derivante dal vapore condensato. A questo punto situare i 2 termometri sul tubo di metallo, precisamente su un'estremità e l'altra, nel caso del ferro si è collocato un solo termometro esattamente al centro del metallo raccogliendo, in tal modo, la temperatura media dell'oggetto (.3 e 4). Infine porre la beuta sul fornello ed attendere che l'acqua, riscaldata, evapori. Il vapore passando per il tubo di gomma raggiunge il metallo riscaldandolo e si condensa finendo nel beker. Ora è possibile raccogliere i dati.

 

Queste operazioni vanno ripetute anche per gli altri 2 metalli.

ELABORAZIONE DATI SPERIMENTALI:

Nelle tabelle seguenti sono riportati i dati raccolti dall'esperienza:

OTTONE:

ALLUMINIO:

FERRO:

PRESENTAZIONE DEI RISULTATI:

Essendo L₀ la lunghezza iniziale del metallo ad una generica temperatura (in questo caso 21°C) ed L la lunghezza ad una temperatura maggiore di quella iniziale, si trova che:

A questo punto posso determinare i vari coefficienti di dilatazione (

OTTONE:

Presentandolo graficamente si avrà:

ALLUMINIO:

Presentandolo graficamente si avrà:

FERRO:

Presentandolo graficamente si avrà:

CONCLUSIONI:

I coefficienti di dilatazione da noi trovati non corrispondono con quelli reali, ciò, probabilmente, deriva dal fatto che il calore non è stato somministrato uniformemente sui metalli e da errori statistici e di sensibilità.

Inoltre nei grafici doveva ire una retta e non una spezzata, per la validità di tale relazione di proporzionalità: