Appunti di fisica: la dilatazione termica
Introduzione
La scuola è un luogo fondamentale dove poter studiare e approfondire le varie materie. Tra le tantissime materie troviamo l'italiano, la storia, la geografia, l'arte e la matematica. Quest'ultima è importante per calcolare al meglio qualsiasi cosa. La matematica si divide in altre materie geometriche e scientifiche. Con il termine scientifico indichiamo ovviamente l'educazione chimica. Tale materia viene studiata sia dal punto di visto teorico, che pratico. Gli oggetti subiscono cambiamenti di dimensioni quando vengono riscaldati. Questo cambiamento di lunghezza o area o volume è chiamato "Dilatazione termica". Ad una determinata temperatura, le distanze inter-molecolari sono definite. Quando un corpo viene riscaldato, le sue molecole vibrano più energeticamente contro l'azione delle forze inter-molecolari e lo spostamento delle molecole aumenta. Poiché la distanza media tra le molecole aumenta, la dimensione del corpo aumenta. Di conseguenza il corpo si espande. In questa guida attraverso passaggi facili e veloci, vedremo ciò che riguarda gli appunti di fisica: la dilatazione termica.
Occorrente
- Quaderno
- Penna
- Calcolatrice
Espansione termica
Esistono tre tipi di espansione termica: espansione superficiale di espansione lineare ed espansione volumetrica. L'espansione della lunghezza dei corpi solidi durante il riscaldamento è chiamata espansione lineare. Ad esempio, considerare una barra metallica di lunghezza " L 1 " alla temperatura " T 1 " k. Lasciare la barra riscaldata a " T 2 " k. Da esperimenti si osserva che l'espansione lineare dipende da due fattori: l'aumento della lunghezza di una barra piena è direttamente proporzionale alla sua lunghezza originale. L'aumento della lunghezza è direttamente proporzionale alla variazione di temperatura.
Coefficiente di dilatazione
Quando il corpo di un solido presenta una dimensione nettamente prevalente sulle altre due, allora si può considerare solo l'allungamento nella dimensione prevalente, tralasciando gli allungamenti delle altre due. L'aumento di lunghezza (?L) è proporzionale a due fattori: la variazione di temperatura (?T) e alla sua lunghezza iniziale. Il coefficiente di dilatazione lineare viene indicato con ? (lambda). Questo coefficiente varia a seconda del materiale di cui è composto l'oggetto. Quindi oggi materiale ha un ? diverso dagli altri. Possiamo trovare la tabella dei coefficienti angolari QUI. Lambda si misura in gradi Celsius elevato alla meno uno (°C^-1). Si può anche indicare con K.
Dilatazione termica
Considerando quello detto in precedenza possiamo dire che: ?L = ? ? ?T ? L (iniziale). Il puntino (?) sta ad indicare la moltiplicazione. Nel caso vi servisse trovare un'altro dei valori presenti nella formula basterà usare le formule inverse. Es: ? = ?L / ?T ? L (iniziale). Per trovare ?L e ?T basterà fare: ?T = T (finale) - T (iniziale) e ?L = L (finale) - L (iniziale). La dilatazione termica di volume avviene quando non c'è una dimensione che prevale nettamente sulle altre, come nel caso di un cubo, di una piramide ecc... Quindi più o meno il concetto è simile a quello della dilatazione termica lineare. In questo caso però al posto che trovare ?L, che si riferiva alla lunghezza prevalente, dovete trovare ?V che sta ad indicare la variazione di volume. La formula è simile a quella della dilatazione termica lineare. La variazione di volume viene aumentata di temperatura. Quindi la formula sarà: ?V = V (iniziale) ? ?T ? 3?. Questa volta lambda si moltiplica per tre, cioè il numero di dimensioni. Per trovare 3? la formula è simile a quella della dilatazione lineare: 3? = ?V / ?T ? V (iniziale). Il coefficiente di dilatazione di volume viene scritto anche con ? che equivale a 3?. In questa guida abbiamo visto ciò che riguarda gli appunti di fisica: la dilatazione termica.
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Consigli
- Un consiglio che potete prendere in considerazione, è di utilizzare una buona calcolatrice scientifica.