La dilatazione lineare: ogni metallo si allunga a modo suo
Scaldando un solido, le sue particelle vibrano di più e si allontanano un poco: il corpo si allunga. L’allungamento è proporzionale alla lunghezza iniziale e all’aumento di temperatura, con un coefficiente λ che dipende dal materiale.
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Il coefficiente di dilatazione lineare λ si misura in 1/°C: per l’acciaio è circa 12 milionesimi. Vuol dire che un metro d’acciaio scaldato di un grado si allunga di 12 micrometri; un binario di 100 m, d’estate, di qualche centimetro.
L’allungamento è piccolo, per questo nel disegno è ingrandito. Nel grafico ogni materiale è una retta: la pendenza è λ L₀. L’invar, una lega di ferro e nichel, si dilata dieci volte meno dell’acciaio e si usa negli strumenti di precisione.
Per questo ponti e binari hanno i giunti di dilatazione, e un barattolo con il coperchio di metallo si apre meglio passandolo sotto l’acqua calda: il metallo si dilata più del vetro.
L’animazione mostra, la spiegazione fa capire
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