Coefficiente di dilatazione termica

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Il coefficiente di dilatazione termica (o dilatabilità termica) è una misura della capacità di dilatazione termica di un corpo, ovvero una delle caratteristiche dei materiali che insieme al coefficiente di comprimibilità lega le tre variabili di stato : pressione, temperatura e volume . In particolare si distingue in:

  • volumetrica
  • superficiale
  • lineare.

Queste grandezze sono strettamente correlate. Quella volumetrica si misura per i materiali liquidi e solidi isotropi, quella lineare si misura di solito in solidi ed è comune nelle applicazioni ingegneristiche. Ogni qualvolta le dimensioni della sostanza sono tali da prediligere una dilatazione in una dimensione o in due dimensioni si parla rispettivamente di dilatazione lineare o superficiale, con la dovuta precisazione che tutte le sostanze si dilatano in senso volumetrico.

Coefficiente di dilatazione termica volumetrica[modifica | modifica wikitesto]

Il coefficiente di dilatazione termica volumetrico è una proprietà di una sostanza (o di un materiale) dato da:

dove ρ rappresenta la densità, T la temperatura, V il volume e le derivate sono considerate a pressione costante p. α misura il cambiamento frazionale della densità in funzione dell'incremento della temperatura a pressione costante. La dilatazione di un materiale cristallino avviene solo quando il campo di forza del cristallo subisce una deviazione del quadrato perfetto. Se il campo di forza è perfettamente parabolico, non avviene alcuna dilatazione.

Coefficiente di dilatazione termica lineare[modifica | modifica wikitesto]

Il coefficiente di dilatazione termica lineare per un materiale isotropo vale ovvero

dove rappresenta la lunghezza iniziale del solido, la lunghezza finale, la temperatura iniziale e la temperatura finale.

La dilatazione e la contrazione di un materiale sono aspetti importanti nella progettazione di grandi strutture, nelle misurazioni topografiche su grandi distanze, nella progettazione di stampi a caldo.

La tabella seguente mostra alcuni valori del coefficiente di dilatazione termica lineare per i materiali più comuni:

Materiale Coefficiente di dilatazione
termica lineare
(in °C−1)
Acciaio 12 X 10−6
Alluminio generico 23 X 10−6
Alluminio puro 24 X 10−6
Argento 19 X 10-6[1]
Ferro 12 X 10−6
Ghisa[2] 10,7 X 10−6
Nichel 13 X 10-6[1]
Oro 14,32 X 10−6
Ottone 19 X 10−6
Piombo 29 X 10-6[1]
Platino 9,0 X 10−6
Pyrex 4,0 X 10−6
Quarzo fuso 0,59 X 10−6
Rame 17 X 10−6
Silicio 3,0 X 10−6
Tungsteno 5,0 X 10−6
Vetro 8,0 X 10−6

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ a b c J.D. Cutnell, K. W. Johnson, "Fisica Blu", Zanichelli 2012, ISBN 978-88-08-14109-5
  2. ^ Tabelle proprietà fisiche dei metalli, su engineerplant.it. URL consultato il 16 novembre 2019 (archiviato dall'url originale il 20 marzo 2014).

Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]

Voci correlate[modifica | modifica wikitesto]

Collegamenti esterni[modifica | modifica wikitesto]