7/25/2019 Esperimento sulla thermic dilatation

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DILATAZIONE TERMICA LINEARE

Scopo: determinare il valore della (lambda di !na barra di rame"

Str!menti:

barra di rame cava

mo#a

t!bo di $omma

ac%!a di&tillata

pia&tra elettrica

&!pporto metallico con &cala $rad!ata

piano metallico con &olco per dilatometro dilatometro

termometro

calibro (&en&ibilit' ") mm

metro (&en&ibilit' * mm

Sc+ema:

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,rocedimento:

,er ini-iare po&i-ioniamo la barra di rame cava &!l piano metallico e la colle$+iamo allamo#a po&ta &!lla pia&tra elettrica attraver&o il t!bo di $omma" Dopo aver mi&!rato ilcoltello del dilatometro e rilevato la l!n$+e--a dell.indice dello &te&&o con $li appo&iti&tr!menti/ colloc+iamo il dilatometro &!l piano &ervendoci dell.appo&ito invito" A %!e&top!nto &po&tiamo l.indice in modo tale da 0arlo corri&pondere con lo della &cala $rad!ata

o com!n%!e con !n valore tale da con&entire la lett!ra/ cio1 ci a&&ic!riamo c+e l.indiceabbia &pa-io a &!00icien-a per m!over&i &en-a !&cire dalla &cala" All.e&tremit' libera dellabarra po&i-ioniamo il termometro di$itale in modo c+e la &!a &onda &ia all.interno dellabarra &te&&a2 attendiamo %!alc+e i&tante e prendiamo nota della temperat!ra indicata

(&ar' la no&tra iT cio1 la temperat!ra ini-iale del metallo2 la l!n$+e--a ini-iale 1 $i' &tata

calcolata con l.a!&ilio del metro" Ora po&&iamo dare via all.e&perien-a/ %!indi accendiamola pia&tra elettrica e non appena l.ac%!a ra$$i!n$er' la temperat!ra di ebolli-ione/ ilvapore ini-ier' a pa&&are all.interno della barra ri&caldando co&3 il metallo" 4na volta acontatto con e&&o il vapore conden&er' e l.ac%!a 0ormata&i verr' e&p!l&a dall.e&tremit'libera &pinta dal n!ovo vapore in arrivo" ,er e00etto della dilata-ione termica lineare/ labarra &i all!n$+er' m!ovendo co&3 l.indice del dilatometro2 dato c+e l.indice ampli0ica ladilata-ione di ) volte/ per calcolare l.all!n$amento reale &ar' &!00iciente dividere il valoreletto &!lla &cala per )" In0ine/ con i $i!&ti calcoli derivati dalla 0orm!la inver&a delladilata-ione termica lineare/ determiniamo il valore della lambda del metallo"

Cenni teorici:

La dilata-ione termica 1 !n 0enomeno per c!i !n corpo ri&caldato &i dilata/ cio1 t!tte le &!edimen&ioni a!mentano2 al contrario/ %!ando il corpo in %!e&tione viene ra00reddato/ rid!ce

le &!e dimen&ioni" La barra da noi !&ata rappre&enta !n corpo/ per c!i %!ando &!bi&ce !na!mento di temperat!ra tende ad e&pander&i in t!tte le &!e dimen&ioni (l!n$+e--a/&e-ione t!ttavia/ dal momento c+e !na &!a dimen&ione/la l!n$+e--a/ 1 di $ran l!n$ama$$iore ri&petto alle altre/ %!e&t.!ltime &i po&&ono tra&c!rare e po&&iamo con&iderare ilcorpo come !nidimen&ionale" ,er %!e&to motivo la dilata-ione c+e il metallo &!bi&ce nelcor&o dell.e&perimento p!5 e&&ere de0inita per appro&&ima-ione come !na dilata-ionetermica lineare in %!anto po&&iamo a&&erire c+e l.a!mento di dimen&ioni avviene &olo nel&en&o della l!n$+e--a" 6!e&to 0enomeno 1 de&critto da !n.appo&ita le$$e c+e ci permettedi prevederne il comportamento/ e&&a 1 nota come Le$$e di dilata-ione termica lineare/ in

ba&e alla %!ale T)1( += if LL dove fL e iL &tanno ad indicare ri&pettivamente la

l!n$+e--a 0inale ed ini-iale della barra mente T e &ono la varia-ione della

temperat!ra e il coe00iciente di dilata-ione termica lineare caratteri&tico del metallo ine&ame" Indicando con L l.all!n$amento della barra/ po&&iamo ri&crivere la 0orm!la

come TLLLL iif == " L.indice del dilatometro &0r!tta il principio di &imilit!dine dei

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trian$oli per ampli0icare l.all!n$amento del metallo e rendere di 0atto le$$ibile %!e&tovalore perc+7 altrimenti la varia-ione della l!n$+e--a del corpo &arebbe praticamenteimpercettibile ad occ+io n!do" Dato c+e l.an$olo di o&cilla-ione dell.indice 1 molto piccolo&i p!5 appro&&imare il movimento ad !n &e$mento retto/ inoltre il rapporto tra la l!n$+e--adell.indice e l.alte--a del coltello 1 pari a ) (l!n$+e--a indice89 mm/ alte--a coltello 8

mm/ 9;8) per c!i il valore c+e noi le$$iamo &!lla &cala 1 pari a ) voltel.all!n$amento reale" 4na volta rilevato %!e&to valore/ &iamo in $rado di calcolare ladilata-ione e00ettiva e po&&iamo trovare la !tili--ando la 0orm!la inver&a della le$$e

&opra en!nciata/ %!indiTL

L

i

= " Solitamente la 1 dell. ordine di $rande--a di circa *