Nuova Enciclopedia Italiana - Volume di Gerolamo Boccardo
DILATAZIONE
571
versando nel tubo uno stesso liquido e manteuendo le braccia a temperature diversamente elevate, si potrà dalle altezze delle due colonne liquide dedurne la dilatazione. Tale appunto è la forma del tubo adoperato da Petit e Dulong per determinare la dilatazione assoluta del mercurio. Il tubo orizzontale che serve di comunicazione tra le due braccia verticali è capillare e ben calibrato in tutta la sua lunghezza. La parte superiore delle due braccia è terminata da un largo tubo. Col dare alla parte inferiore di ciascun braccio un piccolo diametro si diminuisce notevolmente la massa totale del mercurio, e col dare un maggior diametro alla parte superiore si evitano gli errori che potrebbero essere cagionati dall'ineguaglianza dell'effetto capillare proveniente dalla differenza dei diametri e da quella delle temperature. Il tubo orizzontale riposa sopra una grossa sbarra di ferro che porta ad angolo retto due livelli a bolla d'aria. Uno dei bracci è circondato da un cilindro di latta e l'altro da un cilindro di rame collocato sopra di un fornello. Il primo s'empie di giaccio pesto per mantenere il braccio corrispondente alla temperatura 0°; nel secondo si versa un olio fisso che sopporta senza bollire un alto grado di temperatura e che, riscaldato col mezzo del fornello, comunica la sua temperatura al braccio che vi sta immerso. Cosi il mercurio introdotto nel tubo, e che da principio trovasi a livello nelle due braccia verticali, ascende per il dilatamento in quello che si riscalda, e si abbassa per il condensamento in quello che si raffredda. La temperatura del bagno d'olio si determina esattamente impiegando tre termometri diversi. Uno di questi è un termometro ordinario a recipiente cilindrico ; è alto quanto il braccio verticale e dà la temperatura media degli strati del bagno ; ma bisogna correggerne le indicazioni, poiché il mercurio del tubo termometrico che sporge fuori del bagno ha una temperatura più bassa di quella del recipiente cilindrico che trovasi immerso nell'olio riscaldato. Perciò si adoperano due altri termometri, cioè un Termometro a peso ed un Termometro ad aria (vedi questi nomi). La media delle indicazioni dei tre termometri, convenientemente corrette, dà con tutta l'esattezza possibile la temperatura del bagno per ciascuna operazione. Finalmente la determinazione delle altezze delle colonne liquide si fa per mezzo di un cannocchiale orizzontale, mobile sopra un regolo verticale diviso e munito di verniero. Misurate queste altezze, si sottrae la colonna fredda dalla colonna calda per conoscere l'aumento di volume del liquido: quindi dividendo la differenza così ottenuta per l'altezza della colonna fredda, si ottiene la quantità di cui si è dilatata ogni parte, ossia la dilatazione assoluta della colonna.
Dopo replicate sperienze, fatte coll'apparecchio descritto, Petit e Dulong hanno stabilito che il coefficiente della dilatazione assoluta del mercurio è espresso da V5550 per ogni grado centesimale da 0° fino alla temperatura dell'acqua bollente. Per le temperature più elevate questo coefficiente medio aumenta sensibilmente di valore.
La dilatazione del mercurio cosi ottenuta può servire a determinare la dilatazione dei corpi solidi, riducendoli a forma di vaso 0 di tubo, ed ope-
rando come abbiamo indicato per il vetro. Se il corpo solido non può ricevere questa forma, se ne determina la dilatazione col seguente metodo. Si introduce, per es., un pezzo di ferro o di un altro corpo qualunque in un tubo di vetro terminato superiormente da un tubo capillare e chiuso all'estremità inferiore ; s'empie di mercurio a 0° e si espone ad una certa temperatura, raccogliendone la porzione ch'esce fuori del tubo. Il volume di questa porzione rappresenta la dilatazione assoluta del mercurio nell'apparecchio, più quella del ferro, meno quella del vetro ; allora conoscendo la prima e l'ultima, si ottiene facilmente quella del ferro 0 del corpo introdotto.
La cognizione della dilatazione dei liquidi essendo necessaria in un gran numero di ricerche fisiche, abbiamo raccolto nella tavola che segue le dilatazioni delle sostanze liquide più comunemente usate. All'articolo Coefficiente di dilatazione il lettore troverà una tabella delle dilatazioni di altri liquidi.
Dilatazione media dei liquidi per 1° centesimaleda 0° a 100°.
Dilatazione apparente del vetro.
Acqua.......... 0,000466 . 1/21*6
Acido cloridrico (densità 1,137). 0,0006 . i/1666 Acido nitrico (azotico) (dens. 1,40) 0,0011 . Vgog Acido solforico (densità 1,85) . . 0,0006 $ i/1666
Olio d'oliva e di lino..... 0,0008 . i/12fi0
Essenza di trementina .... 0,0007 . i/1488 Acqua satura di sai marino ... . 0,0005 . V2000
Alcoole . . . ......0,0011 .1/909
Mercurio......... 0,0001543 . i/6480
La dilatazione assoluta del mercurio determinata da Petit e Dulong per ogni grado centesimale è la seguente :
Mercurio da 0<> a 100* . 0,000180180 . 1/5550 id. da 1000 a 200© . 0,000184331 . 1/5495 id. da 200» a 3000 . 0,000688679 , i/5300
Le ricerche fatte dai fisici sulla dilatazione delle sostanze liquide hanno dimostrato che questa dilatazione non si opera per tutti uniformemente, e che in generale quando sono prossimi alle temperature che corrispondono al loro cangiamento di stato, cioè alla loro ebollizione ed alla loro congelazione, le dilatazioni 0 le contrazioni sono soggette a grandi anomalìe. E trovasi ancora che le loro dilatazioni crescono più rapidamente nell'avvicinarsi alla temperatura a cui si convertono in vapore. L'irregolare dilatazione dei liquidi si riconosce facilmente confrontando i movimenti che avvengono in parecchi termometri fatti con liquidi differenti, ugualmente graduati ed esposti contemporaneamente a diverse elevazioni di temperatura. Ecco i risultameli ottenuti da Davy sperimentando con termometri a mercurio, ad alcoole, ad olio di oliva, ad acqua e ad acqua salata.
Mercurio Alcoole Olio d'oliva Acqua Acqua salata
1000 1000 1000 1000 1000
75 70,25 74,1 75,55 71,37
50 43 49 25,6 45,37
25 20,6 24,1 5,1 21,6
0 0 4 0 0
t^iOOQLe
| |
Petit Dulong Termometro Termometro Petit Dulong Coefficiente Acido Acido Acqua Petit Dulong Davy Alcoole Olio Acqua Acqua Cosi
|
