RELAZIONE SU ESPERIMENTO COEFFICIENTE DI DILATAZIONE

fisica

RELAZIONE SU ESPERIMENTO COEFFICIENTE DI DILATAZIONE

Ambito generale:studio dei fluidi

Obiettivo:esaminare la variazione di volume di un fluido in funzione della variazione di temperatura.

Descrizione del materiale:

-beuta (PORTATA=525CM^3;SENSIBILITA'=1CM^3)

-termometro (PORTATA=110°C;SENSIBILITA'=1°C)

-calibro(PORTATA=12CM;SENSIBILITA'=0,01CM)

-acqua colorata

-tappo con tubicino di vetro e termometro inseriti

-cilindro graduato (PORTATA=100CM^3;SENSIBILITA'=1CM^3)

-acqua

PRIMA PARTE:LIQUIDO

La beuta contenente acqua colorata di volume 525+-2cm^3 è tappata da un tappo con inseriti un tubicino(diametro 0,50 +- 0,01cm) ed un termometro.Abbiamo guardato sul termometro la temperatura dell'acqua:10+-1°C.Abbiamo immerso la beuta in acqua calda, inizialmente il livello di acqua scende per la dilatazione del vetro(apparente).La temperatura dell'acqua aumenta e di conseguenza il volume:lo notiamo dall'alzarsi del livello di essa nel tubicino.

Dopo essere arrivata a 50°C è aumentata di 14,2+-0,1cm ;abbiamo fatto i seguenti calcoli:   r=d/2=0,25cm

variazione di volume(AV)=r*r*3,14*h=0,25*0,25*3,14*14,2=2,8cm^3

variazione di temperatura(AT)=Tf-Ti=(50-10)°C=40°C

COEFFICIENTE DI DILATAZIONE VOLUMETRICA:L'AUMENTO DI VOLUME DI UN CORPO ALL'AUMENTARE DI 1°C PER 1CM^3 DI QUELLA SOSTANZA.

AV per 1°C per 525cm^3=AV/AT=2,8/40=0,07cm^3*°C^-1

AV per 1°C per 1 cm^3=0,07/525=0,00013cm^3/cm^3*°C=1,3*10^-4°C^-1

SECONDA PARTE:GAS

Una beuta contiene aria di volume 300+-1cm^3 ed è tappata da un tappo con inseriti un tubicino ed un termometro.Il tubicino è collegato ad un altro ,inserito in un'altra beuta contenente acqua e con un tappo in cui è inserito quest'ultimo ed un altro tubicino curvo collegato ad un cilindro graduato. Abbiamo guardato sul termometro la temperatura dell'aria:Ti=20+-1°C.Abbiamo immerso la beuta in acqua calda,notiamo che con l'aumentare della temperatura, dal tubicino curvo esce l'acqua contenuta nella seconda beuta nel cilindro graduato.

Dato che il volume di acqua nel cilindro graduato è 65+-1cm^3 si può dire che equivale al AV dell'aria.

Tf=57+-1°C

AT=Tf-Ti=(57-20)°C=37°C

AV per 1°C per 1cm^3=65/300*37=0,0058cm^3/cm^3*°C=5,8*10^-3 °C^-1

OSSERVAZIONI:

-PER ESPANSIONE DEL VOLUME DELL'ARIA ALL'AUMENTARE DELLA TEMPERATURA, IL VOLUME DI ACQUA NEL CILINDRO E' UGUALE ALL'AUMENTO DI VOLUME DELL'ARIA.

-NEI FLUIDI LA DILATAZIONE VOLUMETRICA E' CIRCA 10 VOLTE PIU' PICCOLA RISPETTO AI GAS E NEI SOLIDI E' ANCORA MINORE RISPETTO AI FLUIDI.

K=AV/AT*Vi

AV=K*AT*Vi

VF=Vi+AV

VF=Vi+K*AT*Vi

VF=Vi(1+K*AT)

CONCLUSIONE:

AV E' DIRETTAMENTE PROPORZIONALE AL VOLUME INIZIALE ,AT,K CHE E' LA COSTANTE DI PROPORZIONALITA' CORRISPONDENTE ALLA DILATAZIONE VOLUMETRICA.