Calcolo del coefficiente di dilatazione lineare di alcuni materiali

DILATAZIONE LINEARE

Laboratorio di fisica
Tema: calcolo del coefficiente di dilatazione lineare di alcuni materiali.
Oggetto: tubi di ferro, ottone, vetro.
Per il nostro esperimento, cioè per trovare il coefficiente di dilatazione lineare di 3 materiali, abbiamo usato un bollitore e un comparatore.

Nel bollitore viene messa dell’acqua, che riscaldandosi diventa vapore, passa dai tubi di gomma ai tubi del materiale che vogliamo riscaldare ed essi, riscaldandosi, spingono sul comparatore che misura l’allungamento; l’allungamento del tubo del materiale preso in considerazione è visibile su un quadrante, diviso in 100 frazioni, e ogni frazione corrisponde ad un centesimo di millimetro, quindi un giro completo equivale ad un millimetro. Abbiamo anche usato due termometri, uno per misurare la temperatura del vapore e uno per misurare quella del tubo prima di iniziare l’esperimento.

La dilatazione termica lineare: relazione

DILATAZIONE TERMICA LINEARE RELAZIONE

Strumenti: comparatore sensibilità 1/100 mm, bollitore.
Svolgimento: per calcolare il coefficiente di dilatazione lineare, dobbiamo innanzitutto trovare la lunghezza dei tubi, 600 mm, poi la temperatura iniziale t1, 22 C° che ha trovato il professore misurando la temperatura della barra con un termometro, e successivamente abbiamo fissato la temperatura t2, quella del vapore, a 99 C°.

Così, quando l’acqua ha iniziato a bollire, la barra (prima di ferro, poi di ottone e infine di vetro) si è riscaldata, ha iniziato ad allungarsi spingendo sul comparatore e abbiamo rilevato l’allungamento del tubo guardando dove si posava la lancetta del comparatore; ogni frazione del quadrante del comparatore corrisponde ad un centesimo di millimetro.

Dilatazione lineare dei metalli: relazione

COEFFICIENTE DI DILATAZIONE LINEARE

Abbiamo quindi calcolato il λp per ogni materiale con la formula λp=(lt-l0)/[l0(t2-t1)] :

1) Ottone: (600,89mm-600mm)/[600mm(99C°-22C°)]= 19x10-6C°-1 λp ottone
19x10-6-19x10-6=0εa
0/19x10-6= 0εr
2) Ferro: (600,56mm-600mm)/[600mm(99C°-22C°)]= 12x10-6C°-1 λp ferro
12x10-6-12x10-6=0εa
0/12x10-6= 0εr
3) Vetro: (600,12mm-600mm)/[600mm(99C°-22C°)]= 2,6x10-6C°-1 λp vetro
2,6x10-6-8x10-6= 5,4x10-6εa
5,4x10-6/8x10-6= 0,675εr

Riassunto sulla dilatazione termica

CALCOLO DEL COEFFICIENTE DI DILATAZIONE LINEARE DI ALCUNI MATERIALI: OSSERVAZIONI

Osservazioni: questo esperimento non è stato molto difficile, visto che per noi si trattava solamente di prendere le misure; però proprio l’esatto rilevamento di queste misure è stato molto difficile, per via di molti fattori: visto che non eravamo al livello del mare, l’acqua non bolliva a 100° (noi abbiamo messo 99°), gli strumenti usati non erano molto precisi, come il termometro che dava spesso dati differenti da quelli dati in precedenza, e il vapore si raffreddava leggermente passando per il tubo di plastica prima di arrivare a quello di ferro, ottone o vetro. Comunque, sembra che siamo stati bravissimi, visto che il lambda dell’ottone e quello del ferro sono da noi calcolati sono uguali a quelli teorici. Solo il lambda del vetro è molto differente, ma ciò deriva anche dalla composizione a noi ignota della barra di vetro, che può avere percentuali diverse di diversi materiali rispetto al lambda teorico da me trovato.