Nuova Enciclopedia Italiana - Volume di Gerolamo Boccardo
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DILATAZIONEEsaminando i numeri contenuti in questa tabella, si scorge facilmente come sia irregolare la dilatazione dei diversi liquidi osservati, e come sia vero che la dilatazione più uniforme si incontri in quelli che bollono ad una temperatura più elevata.
L'acqua fa eccezione alle regole generali di dilatazione. poiché a 0° occupa un più gran volume che a 1° ; e successivamente a 1° più che a 2° ; a 2° più che a 3° ; a 3° più che a 4° circa, che è il punto della sua massima densità, cioè la temperatura alla quale il suo volume è il minore che sia possibile. Si riconosce questo massimo di densità, avvolgendo di ghiaccio triturato un largo tubo di vetro ripieno d'acqua, nella quale stanno immersi alcuni termometri a diversa distanza dalla superficie. L'acqua del fondo che è necessariamente la più densa segna 4* al termometro più basso, mentre quella della superficie segna 0° al termometro più sollevato. Le numerose osservazioni di Hallstrom hanno fissato il massimo di densità dell'acqua a 4°, 108 del termometro centigrado a mercurio. Alla temperatura di 8° l'acqua occupa sensibilmente lo stesso volume che a 0°. Egli è facile di osservare l'aumento di volume dell'acqua nel passare allo stato di ghiaccio, giacché ponendo il liquido in un vaso solidissimo aperto alla sua parte superiore ed esattamente pieno, si vede il ghiaccio sollevarsi verso il mezzo dell'apertura e presentare una superficie convessa a guis'a di calotta sferica. L'acqua che si congela aumenta di 0,07 del volume liquido che possedeva a 0° (Y. Ghiaccio).
L'acqua che contiene in dissoluzione una materia eterogenea, come un sale, o qualunque altra sostanza, presenta pure un massimo grado di densità. Le sperienze di Despretz hanno stabilito che le soluzioni saline hanno in generale un massimo di densità di cui la temperatura è tanto più prossima a quella della loro congelazione quanto più è grande la quantità del sale che vi è disciolta. In certe soluzioni saline molto dense il massimo di densità ha luogo ad una temperatura inferiore a quella della loro congelazione.
La proprietà particolare dell'acqua di essere più densa e per conseguenza più pesante a 4° che a 0° tende a impedire la congelazione degli strati inferiori nei laghi e nelle masse profonde. Alla medesima causa sono dovuti i pozzi naturali che s'incontrano in mezzo alle ghiacciaje. Infatti i raggi solari od un vento caldo sciogliendo una piccola quantità di ghiaccio alla superficie di una ghiacciaja ed elevandone la temperatura a 2° o 3°, quest'acqua più pesante di quella a 0° discende al fondo e scioglie una nuova quantità di ghiaccio; quindi è che rinnovandosi quest'effetto si forma una corrente ascendente di acqua fredda ed una corrente discendente di acqua calda, che, giunta a contatto col ghiaccio, ne liquefà continuamente una nuova porzione, donde risulta coll'andar del tempo una specie di pozzo.
Per determinare esattamente il vario stato di dilatazione dell'acqua, si può pesare in questo liquido a diverso grado di temperatura una palla di vetro, osservando il peso del volume d'acqua scacciato in ogni operazione, e tenendo conto degli accrescimenti di volume del vetro o della materia della palla. La temperatura del massimo di densità sarà
quella dell'acqua in cui è maggiore la perdita del peso sofferta dal corpo immerso. Operando in questa guisa, Hallstrom ha trovato i numeri seguenti, prendendo per unità il volume e la densità dell'acqua a 4",1 di temperatura.
temperature densità volumi
0° 0,9998918 1,0001082
1 0,9999382 1,0000617
2 0,9999717 1,0000281
3 0,9999920 1,0000078
4,1 1,0000000 1,0000000
5 0,9999950 1,0000050
G 0,9999772 1,0000226
7 0,9999472 1,0000527
8 0,9999044 1,0000954
10 0,9997825 1,0002200
15 0,9992647 1,0007357
20 0,9984534 1,0015490
ecc.
I volumi essendo in ragione inversa delle densità, si trovano nella proporzione 4) : V : : D : d , nella quale v e d sono il volume e la densità a 4°,1, e V, D il volume e la densità della temperatura data.
Da questa proporzione si ricava V =z v x e siccome nella tavola si è preso v — 1 ed — 1, cosi si ha V = di maniera che trovata, per esempio, la densità D = 0,9984534 alla temperatura di 20°, sarà il volume corrispondente V 1,0015190
come è indicato nella tavola precedente.
I numeri che consegniamo nella tavola che segue sono stati ottenuti prendendo per unità la densità ed il volume dell'acqua a 0°.
nperature densità volumi
0° 1 1
1 1,0000466 0,9999536
2 1,0000799 0,9999202
3 1,0001004 0,9998996
4 1,00010817 0,9998918
4,1 1,00010824 0,99989177
5 1,0001032 0,09989(58
6 1,0000856 0,9999144
7 1,0000355 0,9999445
8 1,0000129 0,9999872
9 0,9999579 1,0000421
10 0,9998906 1,0001004
15 0,9993731 1,0006273
20 0,9985615 1,0014406
Da quanto abbiamo detto intorno ai cangiamenti di volume che provano i liquidi sotto l'influenza dei calore risulta adunque che il coefficiente di dilatazione di ciascuna di queste sostanze varia e cresce sensibilmente colla temperatura indicata dal termometro a mercurio anche tra i limiti di 0° a 100°; che la legge seguita da questa variazione è pure variabile dall'uno all'altro liquido; e che l'acqua si distingue da tutti gli altri liquidi perchè scaldata da 0° a 4° si contrae invece di dilatarsi, e reciprocamente raffreddata da 4° a 0° aumenta invece di diminuire di volume, cominciando soltanto a provare
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Hallstrom Despretz Hallstrom
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