Liceo Classico "Tito Livio" LA DILATAZIONE DEI CORPI Liceo Classico "Tito Livio" III B

Il dilatometro disegnato dagli alunni della classe III B del Liceo Classico “Tito Livio”

IL DILATOMETRO Questo strumento è usato per la misurazione della dilatazione termica, mediante una fonte di calore, alla quale viene sottoposta una sbarretta di metallo avente una delle due dimensioni, la lunghezza, preponderante. La dilatazione misurata sarà quella in lunghezza e non quella del diametro, dato che quest’ultimo è di pochi millimetri. Il dilatometro non risulta preciso nella misurazione, al contrario di quello di precisione che misura con esattezza la dilatazione dei materiali. È formato da una base metallica su cui poggiano due colonnine dello stesso materiale con due morsetti in cima, sui quali viene poggiata la sbarretta in questione.

Quest’ultima viene bloccata ad una delle due estremità da una vite, per evitare che la dilatazione avvenga da entrambe le parti. L’estremità della sbarretta poggerà su di un sistema meccanico amplificatore che fa muovere un indicatore lungo un settore circolare graduato, situato nello stesso piano su cui viene poggiato il dilatometro. Al di sotto della sbarretta verrà poi posizionato un cilindro cavo con una apertura nella parte superiore che fungerà da fornelletto rudimentale, nel quale verrà immessa ovatta con alcool a cui verrà dato fuoco. È possibile osservare, una volta accesa la fiamma, che la sbarretta crescerà ad una velocità abbastanza sostenuta. Prima che fosse utilizzato il fuoco, infatti, l’indicatore puntava sullo zero del settore circolare graduato. Una volta spento il fornelletto la velocità con la quale avverrà la diminuzione della lunghezza risulterà essere minore della velocità di allungamento.

IL DILATOMETRO DI PRECISIONE Questo strumento è utilizzato per la misurazione della dilatazione termica e consente di apprezzare variazioni di lunghezza pari al centesimo di millimetro. Su di un supporto metallico a ponte sono poggiate due sbarrette di metallo cave, di materiale diverso. Queste sbarrette sono entrambe bloccate ad una estremità, per effettuare solo da un lato la misura della dilatazione. All’altro estremo verrà posizionato uno pistoncino di un comparatore, che converte lo spostamento lineare in angolare. Quando la lancetta compie un giro si deduce che è avvenuto lo spostamento di un millimetro. L’estremità libera di muoversi delle due sbarrette sarà quindi collegata tramite un tubo di gomma ad una caldaia ad acqua posta su di un fornelletto elettrico. Quando l’acqua bolle nella caldaia, il vapore attraversa l’interno della sbarretta metallica e dopo passando per un ulteriore tubo di gomma fa defluire lo stesso al di fuori. Nel frattempo la temperatura raggiunta dal vapore è di 100° C, il che permette alla sbarretta di dilatarsi e di far comprimere il pistoncino con l’estremità, che genera la rotazione della lancetta interna. Quando la temperatura diventa costante all’interno della sbarretta è possibile effettuare la misurazione tramite il comparatore