termometriaScale termometrichetaratura termometro

Dilatazione dei metalli

Un metallo se viene riscaldato varia le sue dimensioni, dilatandosi:la dilatazione può avvenire in senso della lunghezza o del volume in funzione delle condizioni nelle quali avviene il riscaldamento:

dilatazione lineare o volumetricaIl valore della dilatazione varia

con la natura del materiale e con la temperatura

Tre barre metalliche di uguale volume e lunghezza vengonoriscaldate con la stessa sorgente di calore e portate alla stessatemperatura:l’allungamento varia in funzione del metallo usato

allungamento

t°C

Tre barre dello stesso metallo, di uguale volume e lunghezza vengonoriscaldate con la stessa sorgente di calore e portate a diverse temperature:l’allungamento varia in funzione della temperatura

80°C

70°C

60°C

Sorgentecalorecomune

allungamento

temperatura

Due barre metalliche della stessa natura e sezione e variabili per la lunghezza presentano valori diversi di dilatazione in funzione della stessa

temperatura in aumento

Barra più lunga si dilata più della barra corta

Sorgente

calore

comune

Consideriamo una barra con sezione 1 cq e inizialmente lunga 1 metroe aumentiamo gradualmente la temperatura di 1 °C misurando la nuovalunghezza:si nota che per ogni grado di aumento di temperatura si ha

sempre la stessa variazione di lunghezza:coefficiente di dilatazione termica lineare

specifico per ogni metallo puro.

a

a

a

Variazione di lunghezza = a*Dt …..a*3

70°C

71°C

72°C

73°C

Lunghezza finale = Lunghezza iniziale + a*Dt

1 metro produce allungamento c per 1°C di variazione di temperatura

2 metri produce allungamento 2c per 1°C di variazione di temperatura

c

3 metri produce allungamento 3c per 1°C di variazione di temperatura

Variazione di lunghezza = L° . c . 1C° dipende da lunghezza iniziale

1 metro variando d 2 gradi la temperatura aumenta d 2.c la lunghezza

Variazione di lunghezza = L° . c . t2 – t1 dipende da lunghezza inizialee da variazione di temperatura

La dilatazione lineare varia con la natura del metallo, con la temperatura,con la lunghezza iniziale a 0°C : la lunghezza ad una certa temperatura sipuò calcolare Lt = L° + L°.c.t2-t1 = L° (1 +c.(t2-t1))

Un metallo se viene riscaldato varia le sue dimensioni, dilatandosi:la dilatazione può avvenire in senso della lunghezza o del volume in funzione delle condizioni nelle quali avviene il riscaldamento:

dilatazione lineare o volumetricaIl valore della dilatazione varia

con la natura del materiale e con la temperaturausando come materiale un metallo liquido come il mercurio, inserito in

un contenitore di forma allungata, con un bulbo e un tubocapillare, si può ottenere uno strumento (termometro) che può

essere predisposto, mediante taratura, per la misura della temperatura di corpi vari

Bulbo con mercurioCapillare vuoto

Capillare con mercurio

0°C

100°C

50°C

Acqua in riscaldamento controllato

Il mercurio riscaldato si dilata in modoproporzionale alla temperatura:si puòtarare la scala segnando il livello del

mercurio alle diverse temperaturepresenti nell’acqua che lo riscalda

Taratura di un termometro

Per convenzione si assegna0°C alla temperatura

dell’acqua pura in presenza di ghiaccio alla pressione di1 atmosfera e 100 °C alla

temperatura dell’acqua purain ebollizione alla pressionedi una atmosfera..perchè?

Perché si è osservatoche durante la fusionee durante la ebollizionela temperatura rimanecostante e tale valorevaria con la pressione:

si opera quindi alllapressione costante di

1 atmosfera

0°C

100°C

50°C

Acqua in riscaldamento controllato

Il mercurio riscaldato si dilata in modoproporzionale alla temperatura:si puòtarare la scala segnando il livello del

mercurio alle diverse temperaturepresenti nell’acqua che lo riscalda

Taratura di un termometro

-20°C

Acqua in ebollizione

Ghiaccio fondente

Per temperature moltosuperiori a 100°C (357)o molto inferiori a 0°C(-39) si possono usaretermometri metallici,

ad alcol, a gas …

0°C

100°C

50°C

Acqua con temperatura da misurare

Misura di temperatura con termometro tarato

Introdurre il bulbo del termometro nelliquido del quale si deve misurare la

temperatura:leggere sulla scala il valore

0°C…..0°R…..32°F…….273°K

100°C…80°R..212°F…373°K

Acqua in riscaldamento controllato

Taratura di un termometro con diverse scale:stella lunghezza con valori numerici diversi

-273°C……………………0°K

CelsiusReaumurFarenheitKelvin

0°R

80°R

0°C

100°C

32°F

212°F

Acqua contemperaturaregolabile

Celsius Reaumur Farenheit

0°C

100°C

273°K

373°K

-273°C 0°K

Celsius-centigrada Kelvin-assoluta

fine