Nuova Enciclopedia Italiana - Volume di Gerolamo Boccardo
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DILATAZIONEscodo le screpolature che per avventura si fossero manifestate nella vòlta. Non è a dissimulare che tali operazioni perchè riescano a buon termine vogliono essere praticate in condizioni opportune e da abili operatori.
Dilatazione dei liquidi. — I liquidi, al pari dei corpi solidi, si dilatano e si contraggono per l'elevazione o per l'abbassamento della temperatura. La costruzione di tutti ì termometri è fondata sopra questo fenomeno (V. Termometro). Le variazioni di volume pei cangiamenti di temperatura sono in generale molto più sensibili nei liquidi che nei solidi ; ma queste variazioni offrono una grande irregolarità nei limiti stessi della scala termometrica; irregolarità che non consiste soltanto in una legge più o meno rapida di accrescimento per l'aumento di temperatura, soprattutto quando i liquidi si avvicinano al loro punto di ebollizione, ma ancora in ciò che la dilatazione diviene talvolta decrescente relativamente a quest'aumento, anzi si cangia in contrazione, cosicché allora il liquido diminuisce di volume per l'elevazione di temperatura e ne cresce per l'abbassamento della medesima, come avviene, per esempio, nella congelazione dell'acqua. La dilatazione dei liquidi pel calore dee necessariamente essere accompagnata da cangiamenti nelle forze attrattive e ripulsive delle loro particelle, sì per la variazione della loro distanza, come per la diversa quantità di calore introdotta nei loro interstizii, le cui molecole, mentre si respingono tra loro, sono per altra parte attratte dalle particelle del corpo. Ma sopra quest'influenza del calore la scienza non possiede ancora alcuna cognizione ben precisa.
Varii sono i metodi immaginati dai fisici per istu-diare le leggi della dilatazione dei liquidi. L'apparecchio più semplice consiste in un tubo capillare terminato da una grossa boccia ; il tubo esattamente calibrato è diviso in gradi la cui capacità relativamente a quella della boccia sia conosciuta. S'empie la boccia del liquido di cui si vuole misurare la dilatazione, quindi s'immerge lo strumento in un bagno di cui si conosce la temperatura. Il liquido dilatato s'inalza nel tubo, ed il numero dei gradi che misurano l'ascensione indica il dilatamento in parti del volume primitivo. Quest'aumento di volume sarebbe la vera dilatazione provata dal liquido se non fosse dilatabile la sostanza ond'è composto l'apparecchio. Ma siccome questa sostanza si dilata in pari tempo che il liquido contenuto, giacché tutti i corpi cangiano di volume per l'azione del calore, così la dilatazione del liquido si trova complicata dalla dilatazione propria dello stromento, ed è ciò che nel determinare la dilatazione cubica del vetro col mezzo del mercurio abbiamo chiamato la dilatazione apparente di questo liquido, per distinguerla dalla vera che dicesi dilatazione assoluta. Il numero che esprime il valore della dilatazione apparente per ogni grado centesimale di temperatura chiamasi il coefficiente della dilatazione apparente. Questo modo di operare esige parecchie precauzioni, quali sono quelle di cacciare con un'ebollizione prolungata tutta l'aria che può essere contenuta nel liquido, e di chiudere il tubo colla lampada quando il liquido dilatato ne ha riempiuto la capacità. Se non si cacciasse l'aria ne risulterebbero grandianomalie nella dilatazione del liquido; se non si chiudesse il tubo ne avverrebbe che il liquido scemerebbe per l'evaporazione; e se il tubo venisse chiuso ad una bassa temperatura, l'aria interna compressa per l'elevazione della colonna liquida aumenterebbe la capacità della boccia e dissimulerebbe una parte della dilatazione. Usando queste precauzioni si ottiene la dilatazione apparente del liquido nel vetro. Ora poiché col dilatarsi della materia che compone la boccia ed il tubo cresce la loro capacità, ne risulta chiaramente che la dilatazione apparente del liquido non è altro che l'eccesso della dilatazione assoluta del liquido medesimo sopra quella della materia ond'è formato l'apparecchio.
La serie dei fenomeni singolari che presenta la congelazione dell'acqua e l'uso quasi esclusivo che si è fatto del mercurio e dell'alcoole per la costruzione dei termometri hanno particolarmente fissata l'attenzione di un gran numero di fisici, che da Mairan fino a Petit e Dulong hanno esaminato i cangiamenti di volume che le variazioni di temperatura imprimono all'uno o all'altro di questi liquidi. Il mercurio soprattutto, che in ragione della sua notevole densità è il solo liquido che possa impiegarsi nella costruzione del barometro, esigeva che si cercasse di determinare esattamente l'estensione delle modificazioni che prova il suo volume per le variazioni della temperatura; ma le quantità trovate differivano abbastanza le une dalle altre perchè si dubitasse dell'esattezza dei diversi metodi che avevano servito ad ottenere simili risultamenti. Cosi i diversi sperimentatori hanno assegnato un valore diverso alla dilatazione assoluta del mercurio da 0° a 100°; Dalton la credè di 1/50; Cavendish di Ve3; Lavoisier e Laplace Ve*; Deluc il generale Boy V59; Delisle Casbois 767. Quindi era necessario che si istituissero nuove sperienze onde fissare un numero che importa sommamente di conoscere, essendo uno dei principali elementi di cui si fa uso per far subire alle operazioni barometriche le correzioni senza le quali non potrebbero essere paragonabili. Petit e Dulong hanno intrapreso questo lavoro delicato, estendendo le loro osservazioni anche oltre i limiti ai quali si erano fermati i loro predecessori. Il principio sul quale è fondato il metodo di questi fisici era già stato suggerito da Boyle. Questo principio molto più esatto, a motivo che le osservazioni non debbono provare alcuna correzione relativa alla materia del vaso contenente il liquido, è il seguente : quando due masse liquide comunicano tra di loro, le altezze verticali delle loro superfìcie sono in ragione inversa della loro densità. Se un liquido viene introdotto in un tubo composto di una parte orizzontale e di due braccia verticali, le altezze delle colonne liquide nelle due braccia saranno, per le leggi dell'idrostatica, perfettamente uguali. Ma se i liquidi contenuti nelle due braccia sono dotati di densità diversa, le altezze delle loro colonne dovranno essere nello stato di equilibrio reciprocamente proporzionali alle densità, qualunque sia la grandezza relativa dei diametri dei tubi verticali e le ineguaglianze di ciascuno di essi, purché questi tubi non siano capillari all'altezza del livello. Perciò
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