TERMOSCOPI E TERMOMETRI

OBIETTIVI:

1)Trovare sperimentalmente il tipo di relazione matematica che lega il volume di un liquido alla dilatazione del liquido stesso attraverso l'utilizzo di termoscopi.

2)Tarare un termometro cioè costruire sperimentalmente la scala Celsius mediante l'utilizzo di un termometro da cui è stata tolta la scala di riferimento.

Un termoscopio non è un vero e proprio termometro, poiché non ha una scala di misura, tuttavia è un indicatore di temperatura, basato sulla dilatazione di un liquido o di una gas.

MATERIALE UTILIZZATO:

Beuta da 150 cm³

Beuta da 100 cm³

2 Beute da 50 cm³

Alcool

Acqua

Cristallizzatori di varie dimensioni

PROCEDIMENTO:

Si riempie il cristallizzatore (il più grande ne contiene due più piccoli cheservono a sollevare le due beute di minore volume) di acqua a circa 50/60°C.

Il liquido contenuto nelle beute si dilata e il livello all'interno dei tubicini sale gradualmente.

Ovviamente il diametro dei piccoli tubicini è il medesimo per tutte le beute.

Al termine del processo fisico si possono sono stati rilevati questi dati sperimentali:

T costante

OSSERVAZIONI:

Dalla Tabella si deduce che, poichè il rapporto tra i dati sperimentali è approssimativamente costante,le due grandezze Volume del lquido e dilatazione dello stesso sono legate da diretta proporzionalità quando ci traviamo in condizioni di temperatura costante e quando la sostanza utilizzata è la stessa.

Infatti come possiamo notare nelle ultime due righe della tabella, la dilatazione dell'acqua e dell'alcool è totalmente diversa sebbene le due sostanze occupino lo stesso volume.

Questo accade poiche la dilatazione dipende dal coefficiente di dilatazione.

Ipotizziamo quindi che il K dell'alcool sia maggiore di quello dell'acqua .

Kalcool= 11,2

Kacqua= 2,1

CONCLUSIONI:

Esiste una relazione diretta proporzionalità tra il volume e la dilatazione di una stessa sostanza a temperatura costante.

Il termometro è un termoscopio a liquido che possiede una scala convenzionale che indica la temperatura. Il bulbo del termometro sostituisce la beuta e la sostanza che si dilata più comunemente utilizzata è il mercurio.

MATERIALI UTILIZZATI:

Per questa esperienza abbiamo utilizzato due termometri identici.Uno di questi è stato però privato della scala Celsius presente all'interno e sul dorso sono stati inseriti tre gommine che ci serviranno per evidenziare determinati livelli che raggiungerà il mercurio dilatandosi.

PROCEDIMENTO:

La scala Celsius su un termometro si costruisce segnando un prima tacca al livello raggiunto dal liquido quando si trova a 0°C, ovvero alla temperatura del ghiaccio fondente, e una seconda tacca al livello raggiunto dal liquido a 100°C, temperatura dell'acqua bollente. L'intervallo ottenuto viene poi diviso in 100 parti uguali.

Nel nostro caso, dopo aver segnato con due gommini le due temperature fondamentali, anziché dividere lo spazio in 100 parti, evidenzieremo un'altra qualsiasi temperatura.

Dopo ciò inseriremo la scala precedentemente tolta per l'esperienza  nel termometro e verificheremo se le temperature rilevate saranno compatibili con quelle della scala.

CONCLUSIONI:

Le misure sono compatibili salvo alcune imperfezioni dovute ad eventuali errori di valutazione della posizione dell'elastico.

Con questa esperienza, attraverso l'utilizzo di un termoscopio siamo arrivati a costruire la scala convenzionale Celsius di un comunissimo termometro.