La Dilatazione Termica
Lavoro di Aurora Celi e Ludovica Francesca Terraccia
Cos'è? Da cosa è dovuta?
Dilatazione lineare
Dilatazione volumica
Dilatazione ''fuori legge'' dell'acqua
Cos'è? Da cosa è dovuta?
La dilatazione termica è un fenomeno fisico che riguarda quasi tutte le sostanze e si verifica quando un corpo viene riscaldato. A livello microscopico, la materia è formata da particelle in continuo movimento; aumentando la temperatura, queste acquistano più energia e vibrano più velocemente, allontanandosi tra loro. Di conseguenza, il corpo occupa più spazio e si espande. Questo comportamento è universale e si osserva in solidi, liquidi e gas, anche se con modalità diverse. Un esempio quotidiano è il termometro a mercurio o ad alcool: quando la temperatura aumenta, il liquido al suo interno si dilata e sale lungo il tubicino graduato, rendendo visibile la variazione termica.
Dilatazione Lineare
Nel caso dei solidi, spesso una dimensione è prevalente rispetto alle altre, come accade nei binari ferroviari o nei cavi elettrici. In queste situazioni si parla di dilatazione lineare, cioè dell’aumento della lunghezza. La variazione di lunghezza dipende da diversi fattori: la lunghezza iniziale del corpo, la variazione di temperatura e il materiale di cui è fatto, descritto dal coefficiente di dilatazione lineare (λ), che indica quanto un materiale si allunga per ogni grado di temperatura. Questo fenomeno ha un’importanza pratica fondamentale: nella progettazione di ponti, strade o ferrovie si lasciano appositi spazi, detti giunti di dilatazione, per evitare deformazioni o rotture dovute al calore.
Formula
Dilatazione volumica
Quando invece un corpo si espande in tutte e tre le dimensioni (lunghezza, larghezza e altezza), si parla di dilatazione volumica. Questo tipo di dilatazione riguarda sia i solidi sia i liquidi. Nei solidi, il coefficiente di dilatazione volumica (α) è circa tre volte quello lineare, perché l’espansione avviene in tre direzioni. I liquidi, non avendo una forma propria, vengono descritti solo in termini di volume e, in generale, si dilatano molto più dei solidi. Un esempio pratico è la benzina: se il serbatoio dell’auto è riempito completamente in una giornata molto calda, il liquido può espandersi fino a fuoriuscire.
Formula
Dilatazione ''fuori legge'' dell'acqua
Un caso particolare è rappresentato dall’acqua, che mostra un comportamento anomalo tra 0 °C e 4 °C. In questo intervallo, invece di dilatarsi quando viene riscaldata, si contrae, cioè diminuisce di volume. A 4 °C l’acqua raggiunge la sua massima densità (ed il minimo volume), mentre al di sopra di questa temperatura torna a comportarsi normalmente, dilatandosi con il calore. Questa anomalia è fondamentale per la vita sulla Terra: nei laghi e nei fiumi, l’acqua più densa (a 4 °C) scende sul fondo, mentre quella più fredda resta in superficie e può ghiacciare. Il ghiaccio, essendo meno denso, galleggia e forma uno strato isolante che protegge l’acqua sottostante, permettendo agli organismi acquatici di sopravvivere durante l’inverno.
Formula
Una variazione ∆T di temperatura provoca, in una barra di lunghezza iniziale L0, una variazione di lunghezza ∆L espressa approssimatamente da:
Formula
La variazione di volume di un corpo è direttamente proporzionale al suo volume iniziale e alla variazione di temperatura, tramite una costante caratteristica della sostanza chiamata coefficiente di dilatazione volumica.
La Dilatazione Termica
Aurora Celi
Created on March 28, 2026
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La Dilatazione Termica
Lavoro di Aurora Celi e Ludovica Francesca Terraccia
Cos'è? Da cosa è dovuta?
Dilatazione lineare
Dilatazione volumica
Dilatazione ''fuori legge'' dell'acqua
Cos'è? Da cosa è dovuta?
La dilatazione termica è un fenomeno fisico che riguarda quasi tutte le sostanze e si verifica quando un corpo viene riscaldato. A livello microscopico, la materia è formata da particelle in continuo movimento; aumentando la temperatura, queste acquistano più energia e vibrano più velocemente, allontanandosi tra loro. Di conseguenza, il corpo occupa più spazio e si espande. Questo comportamento è universale e si osserva in solidi, liquidi e gas, anche se con modalità diverse. Un esempio quotidiano è il termometro a mercurio o ad alcool: quando la temperatura aumenta, il liquido al suo interno si dilata e sale lungo il tubicino graduato, rendendo visibile la variazione termica.
Dilatazione Lineare
Nel caso dei solidi, spesso una dimensione è prevalente rispetto alle altre, come accade nei binari ferroviari o nei cavi elettrici. In queste situazioni si parla di dilatazione lineare, cioè dell’aumento della lunghezza. La variazione di lunghezza dipende da diversi fattori: la lunghezza iniziale del corpo, la variazione di temperatura e il materiale di cui è fatto, descritto dal coefficiente di dilatazione lineare (λ), che indica quanto un materiale si allunga per ogni grado di temperatura. Questo fenomeno ha un’importanza pratica fondamentale: nella progettazione di ponti, strade o ferrovie si lasciano appositi spazi, detti giunti di dilatazione, per evitare deformazioni o rotture dovute al calore.
Formula
Dilatazione volumica
Quando invece un corpo si espande in tutte e tre le dimensioni (lunghezza, larghezza e altezza), si parla di dilatazione volumica. Questo tipo di dilatazione riguarda sia i solidi sia i liquidi. Nei solidi, il coefficiente di dilatazione volumica (α) è circa tre volte quello lineare, perché l’espansione avviene in tre direzioni. I liquidi, non avendo una forma propria, vengono descritti solo in termini di volume e, in generale, si dilatano molto più dei solidi. Un esempio pratico è la benzina: se il serbatoio dell’auto è riempito completamente in una giornata molto calda, il liquido può espandersi fino a fuoriuscire.
Formula
Dilatazione ''fuori legge'' dell'acqua
Un caso particolare è rappresentato dall’acqua, che mostra un comportamento anomalo tra 0 °C e 4 °C. In questo intervallo, invece di dilatarsi quando viene riscaldata, si contrae, cioè diminuisce di volume. A 4 °C l’acqua raggiunge la sua massima densità (ed il minimo volume), mentre al di sopra di questa temperatura torna a comportarsi normalmente, dilatandosi con il calore. Questa anomalia è fondamentale per la vita sulla Terra: nei laghi e nei fiumi, l’acqua più densa (a 4 °C) scende sul fondo, mentre quella più fredda resta in superficie e può ghiacciare. Il ghiaccio, essendo meno denso, galleggia e forma uno strato isolante che protegge l’acqua sottostante, permettendo agli organismi acquatici di sopravvivere durante l’inverno.
Formula
Una variazione ∆T di temperatura provoca, in una barra di lunghezza iniziale L0, una variazione di lunghezza ∆L espressa approssimatamente da:
Formula
La variazione di volume di un corpo è direttamente proporzionale al suo volume iniziale e alla variazione di temperatura, tramite una costante caratteristica della sostanza chiamata coefficiente di dilatazione volumica.