Determinazione del coefficiente di dilatazione lineare di un solido

Determinazione del coefficiente di dilatazione lineare di un solido

Per determinare il coefficiente di dilatazione lineare di un solido si utilizza un dilatometro: uno strumento sul quale viene posta una sbarra di metallo cava, lunga 60 cm e collegata ad un'estremità con un tubo collegato ad una beuta contenente acqua. Quando si fa bollire l'acqua (e quindi la temperatura sale a 100 °C) il vapore

Dilatometro

passa attraverso il tubo e la sbarra. Finche il metallo non raggiunge i 100 °C il vapore acqueo si condensa e così si vede uscire dell'acqua dal tubo collegato all'altra estremità, quando invece esce il vapore allora vuol dire che la sbarra ha raggiunto la temperatura di 100 °C. A questo punto si verifica la variazione della lunghezza grazie ad una

lancetta collegata alla sbarra e che ha sensibilità di 0,05 mm. Conoscendo questi dati si può procedere al calcolo del coefficiente di dilatazione lineare secondo la formula:

ΔL

L_o * Δt

Grazie a questo procedimento abbiamo calcolato il coefficiente di dilatazione lineare di due metalli: ottone e acciaio.

OTTONE

ΔL = 0,85 mm

0,85 mm

λ = ---------------- = 1,8 * 10 ^-5 °C ^-1

600 mm * 79 °C

Confrontando il risultato ottenuto con quello teorico (19,3 * 10 ^-6 °C ^-1) calcoliamo l'errore percentuale che risulta del 6,8 %.

ACCIAIO

ΔL = 0,5 mm

0,5 mm

λ = ---------------- = 10,5 * 10 ^-6 °C ^-1

600 mm * 79 °C

Confrontando il risultato ottenuto con quello teorico (10,5 * 10 ^-6 °C ^-1) calcoliamo l'errore percentuale che risulta dello 0 %.

DILATAZIONE NEI SOLIDI

Un altro metodo per verificare la dilatazione nei solidi è quello di prendere una sfera di metallo e farla passare in un anello che sia di poco più grande del diametro della sfera. Riscaldando la sfera, però, ci accorgiamo che questa non passa più nell'anello e che quindi si è dilatata.