Nuova Enciclopedia Italiana - Volume di Gerolamo Boccardo
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DILATAZIONEragione inversa delle forze comprimenti. La pressione barometrica è la sola che agisca sul gas rinchiuso nel tubo e nella boccia, poiché queste tubo essendo orizzontale, l'indice di mercurio gravita soltanto sulla parete del tubo ; che se il tubo fosse verticale, si dovrebbe evidentemente aggiungere la larghezza dell'indice all'altezza barometrica, ovvero sottramela, secondo che l'apertura del tubo sarebbe rivolta verso l'alto o verso il basso.
Le leggi di dilatazione dei gas sono state scoperte nello stesso tempo da Gay-Lussac e da Dalton. Charles aveva conosciuto da molto tempo l'uguale dilatazione dei gas, ma non aveva osservato nè i solubili, nè misuratone il coefficiente di dilatazione. Volta fin dal 1793 aveva già osservata la stessa uniformità di dilatazione, e dietro alle sue proprie sperienze le aveva assegnata la stessa misura di Gay-Lussac, tra 0° e la temperatura dell'acqua bollente.
Dalton opinava che la dilatazione per ogni grado era — del volume del gas alla temperatura inferiore, mentre secondo Gay-Lussac la dilatazione è del volume a 0°; la prima legge darebbe unaprogressione geometrica; la seconda è una legge di progressione aritmetica. Le sperienze di Petit e Dulong hanno dimostrato l'esattezza della legge di Gay-Lussac. Davy ha riconosciuto che il coefficiente di dilatazione dei gas è sempre lo stesso per tutte le pressioni, comunque siano assai più gl andi o assai più deboli della pressione atmosferica. L'uguaglianza di dilatazione di tutti i gas che Gay-Lussac aveva riconosciuta nelle temperature comprese tra 0° e 100° è stata stabilita da Petit e Dulong per le temperature da 36° sotto lo zero fino a 360° sopra lo zero, e si estende oltre 360°, che è la temperatura dell'ebollizione del mercurio. Ma l'uniformità di dilatazione per uno stesso gas che si verifica da 36° sotto lo zero fino alla temperatura di 100° al di sopra dello zero non esiste per le temperature più elevate. Allora le dilatazioni diventano decrescenti per uguali accrescimenti di temperatura valutati sul termometro a mercurio. Il coefficiente di dilatazione del mercurio cresce perciò coll'alzarsi delle temperature qualora queste vengano determinate col termometro ad aria. Pertanto se si avesse un termometro ad aria graduato direttamente, e si confrontasse con un termometro a mercurio, le indicazioni di questi strumenti cesserebbero di essere concordi al di là di 100°. Quando il termometro ad aria indica 300°, quello a mercur'o segna 307°,64. Al punto di ebollizione del mercurio la differenza è di 10° circa. Dal confronto della marcia relativa dei termometri ad aria ed a mercurio nasce il dubbio se le irregolarità notate debbano attribuirsi all'uno anziché all'altro di questi corpi. Ma se si riflette che tutti i gas si comportano esattamente come l'aria, e che d'altra parte lo stato gasoso ha in se stesso qualche cosa di più permanente che lo stato liquido, il quale è soltanto uno stato passeggiero, si comprende facilmente che vuoisi prendere per tipo la dilatazione dell'aria.
Il coefficiente di dilatazione dei gas fissato da Gay-Lussac a 0,00375 è stato ridotto da Rudberg
a 0,003646. Regnault lo ha ancora modificato, portandolo a 0,003665. Al dire di questo fisico, l'acido carbonico avrebbe un coefficiente di dilatazione più grande di quello dell'aria, ed i soli gas semplici avrebbero tutti lo stesso coefficiente di dilatazione.
Quanto ai vapori ed ai gas carichi di vapori diversi, Gay-Lussac sperimentando nell'estensione della scala termometrica ha trovato che si comportano come i gas quando il vapore è separato dal liquido che lo produce. Cosi l'aria umida si dilata, nello stesso apparecchio che abbiamo usato per i gas, al pari dell'aria secca, e in ugual maniera si dilata ancora l'etere solforico. Ma per queste sperienze vuoisi inoltre che la temperatura sia tale che il vapore non cangi di stato (V. Vapore).
Dalla dilatazione che provano i gas per l'elevazione della loro temperatura risultano effetti molto importanti ; così la dilatazione che il calore produre nell'aria atmosferica è in generale la cagione dei Venti (V.) e di molti altri movimenti di questo fluido. Sappiamo che l'aria riscaldata si dilata, e che per conseguenza scema il suo peso sotto un dato volume. Sappiamo d'altra parte che per le leggi dell'idrostatica, un corpo immerso in un fluido liquido o gasoso tende a discendere con una forza uguale al suo peso, ed a sollevarsi con una forza uguale al peso del fluido scacciato. Pertanto se una parte dell'aria subisce per una causa qualunque un aumento di temperatura, questa parte tenderà a sollevarsi con una forza uguale alla differenza che passa tra il peso del volume d'aria fredda di cni occupa il luogo ed il suo proprio peso. Se l'aria calda è libera, venendo a contatto dell'aria fredda circostante ne rimarrà divisa per la resistenza che v'incontra e prontamente raffreddata, e disseminata come succede all'aria ch'esce dalla testa dei camini. Supponiamo di avere un tubo ricurvo ripieno di un liquido avente la stessa densità dell'aria riscaldata, per es., a 100°, e sia una delle colonne liquide più alta dell'altra di quanto si allungherebbe nel passare da 0° a 100°. Egli è evidente che questa differenza di pressione è la misura della forza con cui tende l'aria riscaldata a 100° a sollevarsi in mezzo all'aria a 0°. Da ciò si (feduce la velocità ascensionale di questa colonna, che teoricamente deve essere uguale allo spazio che sarebbe percorso da un grave cadendo da un'altezza uguale alla dilatazione che proverebbe una colonna d'aria fredda nel passare da 0° a 100°. Così se l'aria esterna essendo a 0°, s'abbia un tubo lungo 50 metri in cui l'aria sia costantemente riscaldata a 100°. la dilatazione che proverà una colonna d'aria lunga 50 metri nel passare da 0° a 100° sarà espressa da 5fìmxl00x0,00375 = 18®,75. Ora un corpo che cadrebbe da tale altezza acquisterebbe al termine di sua caduta una velocità di 19m,18 per minuto secondo; dunque l'aria calda uscirebbe dal tubo con questa velocità. Dobbiamo però osservare che la velocità così calcolata è molto maggiore di quella che risulta dall'osservazione, a motivo dell'attrito dell'aria contro le pareti del tubo. Da ciò che precede si può conchiudere che l'attività di un camino è tanto maggiore quanto più lunga è la canna e quanto più vi s'inalza la temperatura dell'aria; quindi è che si fanno molto elevati i camini degli
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