Nuova Enciclopedia Italiana - Volume di Gerolamo Boccardo
DILATAZIONE
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e delle stoviglie è presso a poco di 0,000005, e quella del marmo di Carrara di 0,000006. Un effetto del calore sui marmi bianchi è quello di accrescere gradatamente e permanentemente il loro volume ; con ciò si spiega il movimento di alcuni marmi che s'incurvano nei camini.
Conosciute le dilatazioni lineari, si hanno le superficiali o le cubiche duplicandole, o triplicandone il valore. Quanto ai corpi cavi, quali sono i vasi ed i tubi fatti di una sostanza omogenea, il volume di questi corpi aumenta per l'azione del calore come se fossero pieni. Infatti consideriamo un corpo solido omogeneo pieno, ed immaginiamo nell'interno di questo corpo una superficie qualunque, separata per qualsivoglia intervallo da quella che ne limita il volume ; il corpo terminato da questa seconda superficie proverà nel corpo totale una dilatazione uguale a quella che proverebbe se fosse libero. Per conseguenza avrà luogo lo stesso effetto per la materia rinchiusa tra la superficie del corpo intiero e quella del corpo che abbiamo immaginato nel suo intemo; quindi il volume interno di un corpo cavo, di una data materia, si dilata come si dilaterebbe il solido della stessa materia che ne riempirebbe la cavità.
Per ottenere la dilatazione cubica del vetro, Petit e Dulong hanno impiegato un tubo di questa sostanza ripieno di mercurio alla temperatura 0°. Questo tubo essendo immerso nell'acqua bollente, ossia riscaldata a 100°, il mercurio si dilata ed una parte di questo liquido esce fuori del tubo che lo contiene. Raccogliendo la quantità di mercurio uscita dal tuboi 100 • 10 i n si trova che e uguale a ossia -— della quan-
o4o0 o4o tità totale. Ora la dilatazione assoluta del mercurioessendo, come vedremo fra breve, di —— per ogni
t)()i)Ugrado, questa dilatazione per 100° dovrebbe essere
di ossia di ¦---. La quantità di mercurio uscito
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dal tubo è adunque minore di ciò che avrebbe dovuto essere; d'onde si conchiude il dilatamento della capacità. Quest'accrescimento del volume interno del tubo è uguale alla differenza tra la dilatazione assoluta e la dilatazione apparente del mercurio (V. più innanzi e Termometro). Dunque questo volume nel passare da 0° a 100° si è dilatato 10 10 1 .
555 — 648 387* circa ' e per cons°guenza la dilatazione cubica del vetro per ogni grado centesimale è la centesima parte di —y ossia ^qq » risultamento analogo a quello che si ottiene triplicando la dilatazione lineare di ^qq. Si può adunque con questo metodo determinare la dilatazione dei solidi foggiati a guisa di tubo.
Molti sono gli strumenti fondati sulla dilatazione dei corpi solidi; tali sono i Pirometri, o Termometri solidi, destinati a misurare le alte temperature (vedi questi nomi).
La dilatazione dei corpi solidi, quantunque debolissima per se stessa, produce ciò non ostante ?ariazioni assai notevoli, le quali non possono tras-
curarsi in un gran numero di casi. I tubi di ghisa o acquedotti, quando siano stabilmente riuniti, sono soggetti a rompersi per le variazioni ordinarie di temperatura a motivo della forza con cui tendono a cangiar di volume. Perciò si debbono commettere le estremità dei cilindri di maniera che le variazioni di temperatura non producano altro effetto tranne quello di spingerli più o meno l'un dentro dell'altro.
Negli orologi a pendolo, l'asta che porta la lente variando di lunghezza col variare della temperatura, ne viene che i suoi movimenti sono ritardati' o accelerati secondo che la temperatura aumenta o diminuisce (V. Pendolo).
Negli effetti di dilatazione dei corpi solidi il calore sviluppa una forza che può paragonarsi a tutte le forze meccaniche, e specialmente a quella della gravità presa ordinariamente per punto di paragone. Infatti se bisogna esercitare una pressione di' 2000 chilogr. sopra un cubo metallico per ridurre la sua altezza quanto la ridurrebbe un abbassamento di 1° di temperatura, se ne può inferire che la forza dovuta a questo grado di calore, dalla quale il cubo era mantenuto alla sua altezza primitiva, equivale per lo meno alla pressione di 2000 chil. ; diciamo per lo meno, poiché la dilatazione o la contrazione che devesi al cangiamento di temperatura agisce ugualmente sopra tutte le dimensioni del cubo, mentre la pressione del peso agisce soltanto per diminuire l'altezza. I corpi solidi e particolarmente i metalli provano tenuissime diminuzioni di volume quantunque sottoposti a pressioni enormi (V. Compressibilità); quindi possiamo giudicare quanto sia grande la forza di dilatazione o di contrazione prodotta dal calore. Il limite della forza di contrazione è evidentemente lo sforzo capace di rompere il corpo stirandolo nel senso della sua lunghezza ; e siccome una spranga di ferro si rompe sotto un certo sforzo, essa si rompe ugualmente per effetto della contrazione se le sue estremità fossero saldamente fissate ad ostacoli perfettamente immobili. L'uso del ferro nelle grandi costruzioni domanda perciò molta cura, e non vuoisi affidare a mani inabili.
La forza colla quale i metalli riscaldati si contraggono per il raffreddamento è spesso usata nelle arti. Così nelle botti ceichiate di ferro, i cerchi vengono posti in opera mentre sono caldi, dal che avviene che nel raffreddarsi stringano con molta forza le doghe. Nella stessa maniera e con ugual vantaggio si mettono in opera i cerchi per le ruote da carro. Un'applicazione ingegnosissima della forza spiegata dalle variazioni di volume prodotte in un solido dal calore è stata fatta dal Ferracina e poscia dal Molard pel raddrizzamento delle muraglie. Supponiamo che i muri laterali di una galleria siansi inclinati verso l'esterno per la spinta della vòlta sostenuta. Volendo raddrizzarli, si fanno traversare da grosse sbarre di ferro, le cui estremità sono fatte a vite. Poi si riscaldano le sbarre, che dilatandosi escono maggiormente dai muri; allora si girano le madreviti per modo da stringerle fortemente contro le pareti. Nel raccorciarsi per il raffreddamento, le sbarre tirano seco le muraglie, le quali, ripetendo più volte l'operazione, si trovano alla fine compiutamente raddrizzate ; quindi spari-
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