Dilatazione termica. Δl=α l o Δt. ΔA = 2 α A o Δt. ( ) Δl=α l o Δt. α = coefficiente di dilatazione termica lineare

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2 L effetto della dilatazione suerficiale uò essere visto come un ingrandimento. Dilatazione cubica: er induzione abbiamo: Δ 3 α o Δt Per solidi e fluidi (liquidi e gas) : coefficiente di dilatazione cubica si indica con β. β 3 α. Pertanto Δ β o Δt Per i fluidi non ha senso il coefficiente di dilatazione lineare Sostanza α [0 6 ºC ] β [0 4 ºC ] Acciaio Acqua. Ferro.7 Mercurio.8 itanio 8.5 Invar 0.7 Perché all aumentare di si ha dilatazione? E E E k + E Maggiore temeratura Maggiore energia interna maggiore energia cinetica.

3 Il comortamento anomalo dell acqua Densità ρ massa (m)/olume () Da 0 a 4 ºC l acqua si contrae da 4 in su si dilata Aria da 7 ºC in giù su < fondo Aria da 4 ºC, ghiaccio in su. su < fondo Questo è vitale er gli esseri viventi, ma è deleterio er i monumenti. Gelo Penetrazione di acqua nei materiali orosi. Se < 0 C si ha ghiaccio suerficiale ( tao). L acqua interna, congelando aumenta di volume e rovoca fratture. L ambiente dove si trova un oera d arte l aria: una miscela di gas 976 U. S. Standard dell aria Azoto N % Ossigeno O 0.95% Argon Ar 0.93 % Anidride carbonica CO 0.034% Neone Neon Elio He Kriton Kr Xenon Xe Metano CH Acqua H O K, Pressione 035 ( ) Pa (760 mm Hg) Densità 5 g/m 3 (.5 g/l ) 3

4 Dilatazione dei gas Dati serimentali Δ m Δt, da Δ β o Δt siha: m β o Per tutti i gas che non condensano, a ressione costante si ha lo stesso β º C Utilità della scala assoluta K o Kelvin Riscriviamo Δ β o Δt come (t o 0 ºC) si ha o (+ β t) Conversione di da Celsius a gradi Kelvin t k t c t t o + o o o o 73.5 o 73.5 o 73.5 o 73.5 o 73.5 ª legge di Gay-Lussac o (olta Gay-Lussac) 4

5 Definizione di ressione z La ressione è la forza esercitata da un fluido (liquido o gas) su una suerficie di area unitaria. F/A P sueriore atm La ressione varia lungo la verticale z, a livelli iù bassi deve soortare un eso maggiore di fluido, che diende dalla densità del fluido stesso. h 5m Aria P inferiore.006 atm F N kg m [ Pa] s A m m La ressione in un serbatoio contente gas si uò considerare costante, i gas hanno un densità troo iccola er rodurre differenze risetto all altezza. nda legge di Gay-Lussac Quindi si ha: Δ m Δt, Anche in questo caso si ha m β o, come er la variazione di volume si aveva m β o o ª legge di Gay-Lussac o (olta Gay-Lussac) 5

6 Legge di Boyle -Mariotte Si comrima un gas rarefatto con un sistema di termostatazione che ermetta di mantenere costante la temeratura, si ottiene il comortamento riortato sora. Posso riscrivela quindi costante costante e costante Partiamo dalla relazione ( ) Prendiamo la a legge di Gay-Lussac: Moltilichiamo o e o membro dell equazione ( ) er questa quantità uguale: (#) Prendiamo la a legge di Gay-Lussac: Moltilichiamo o e o membro dell equazione (#) er una quantità uguale 6

7 7 Si ricava Cerco di ordinare a o membro tuito con il edice ed al o con ill edice, moltilicando o e o membro dell equazione ($) er una quantità uguale ($) Semlifico; Si ha quindi; Equazione di Stato dei Gas erfetti cost Continua utti i tii di gas in condizioni rarefatte (ressioni basse) soddisfano la seguente legge: Cos è questa costante? cost

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