RELAZIONE

Oggetto: verifica sperimentale dei coefficienti di dilatazione lineare dell'ottone, dell'acciaio e dell'alluminio.

Disegno:

Strumenti:

Gli strumenti che abbiamo usato sono, in ordine di disposizione sul tavolo:

Fornellino elettrico = ci è servito per far bollire l'acqua

Beuta = ci è servita per contenere l'acqua da bollire

Acqua = ci è servita per creare vapore

Tappo di gomma = ci è servito per non far fuoriuscire il vapore dalla beuta

Tubo di vetro =ci è servito come raccordo fra il tappo e il tubo di gomma

Tubo di gomma =ci è servito per far arrivare il vapore dalla beuta all'interno del tubo di metallo

Spina =ci è servita per far scaldare il fornellino

Dilatometro =ci è servito per misurare la dilatazione lineare del pezzo di metallo

Tubo di metallo =ci è servito come oggetto da allungare col calore

Blocca tubo = ci è servito per evitare lo spostamento del tubo durante l'esperimento

Asticina e placca graduata = ci hanno indicato quanto era l'allungamento del tubo di metallo

Gli altri strumenti che abbiamo usato, ma che non sono nel disegno, sono:

Termometri  = uno ci è servito per misurare la temperatura dei pezzi di metallo a temperatura ambiente, l'altro per misurare la temperatura del vapore all'entrata e all'uscita del tubo di metallo

Guanti = ci sono serviti per non ustionarci durante la misurazione del vapore

Tovaglioli = ci sono serviti per asciugare il vapore quando si trasformava in acqua all'uscita del tubo 

Calibro = ci è servito per misurare alcuni pezzi del dilatometro

Esperienza:

Per eseguire l'esperienza che noi abbiamo svolto in laboratorio bisogna per prima cosa prendere tutti gli strumenti elencati nella precedente ina e bisogna montarli come segue. Si prende la beuta e si riempie d'acqua, non fino all'orlo ma per i due terzi, e poi si poggia sopra il fornellino elettrico non ancora acceso. Si tappa la beuta con il tappo di gomma, in cui vanno inseriti, sia il tubo di vetro e poi quello di gomma; a questo punto si può accendere il fornellino, sempre facendo molta attenzione a non toccare la piastra che ha una temperatura molto elevata. Mentre si aspetta che bolla l'acqua si devono mettere i tubi di acciaio, ottone e alluminio in una bacinella d'acqua perché, essi, raggiungendo una temperatura di equilibrio con l'acqua, ci rendono molto più facile la misurazione della loro temperatura, infatti, per misurarla basta immergere il termometro nel liquido. Sempre mentre bolle l'acqua si può iniziare a fare un po' di calcoli che ci serviranno, poi, per il buon risultato dell'esperienza. La formula che bisogna applicare per quest'esperienza è la seguente:

l Dl

DT۰l

dove l sta per il coefficiente di dilatazione lineare di qualsiasi metallo; Dl sta per l'allungamento lineare che potremo calcolare con il dilatometro:l sta per la lunghezza iniziale dei tubi di metalli che essendo uguale per tutti corrisponde a 0,5m e DT sta per la differenza di temperatura, e cioè fra quella che segnava il termometro nella bacinella all'inizio dell'esperienza e la media fra quella di entrata e di uscita dal tubo di metallo. Quando l'acqua inizia a bollire e a trasformarsi in vapore un ragazzo fra quelli che partecipano all'esperienza si deve mettere i guanti e con cautela, prestando attenzione a non rovesciare la beuta, deve misurare con il termometro la temperatura del vapore all'uscita del tubo di gomma. Intanto un altro dovrà prendere un tubo di metallo dalla bacinella e bloccarlo, grazie ai blocca tubo all'interno del dilatometro; il quale ci indicherà grazie ad una scala graduata di quanto si è allungato il tubo, con un metodo molto originale. Infatti, il blocca tubo più vicino all'asticina ha da un lato un pezzo di carta vetrata che poggia proprio su di essa, in questo modo anche il minimo allungamento del tubo farà fare un bel giro all'asticina e noi potremo così calcolare l'allungamento. Dopo aver misurato la temperatura del vapore che usciva dal tubo di gomma, lo stesso ragazzo con i guanti dovrà inserire il tubo dentro la bacchetta di metallo, e dovrà spettare che il pezzo di metallo si sia allungato. Solo quando è sicuro che abbia finito di allungarsi può proseguire misurando sempre con lo stesso termometro la temperatura del vapore all'uscita del tubo di metallo. Dopo aver misurato anch'essa, si eseguono di nuovo tutti i passaggi, ma con i tubi degli altri due metalli. Avendo finito anche le misure con gli altri due tubi, si possono mettere a posto tutti gli strumenti che abbiamo usato finora e si può tirare fuori carta e penna per fare i seguenti calcoli.

Calcoli:

Tutti i calcoli che bisogna fare per calcolare i lambda dei metalli è quella precedente ovvero:

l Dl

DT۰l

CALCOLO DEL LAMBDA DELL'ALLUMINIO

l Dl

DT l

l= __0,02· 0,041m__

80,4 C·0.5m

l =

40,2 C

CALCOLO DEL LAMBDA DELL'OTTONE

l Dl

DT l

l · 0,034m__

79 C·0.5m

l ___ =

39 C

CALCOLO DEL LAMBDA DELL'ACCIAIO

l Dl

DT l

l · 0,021m__

78 C·0.5m

l ___ =

39 C