DILATAZIONE

DILATAZIONE (lat. dilatatio; ted. anche Ausdehnung)

In generale per dilatazione s'intende una variazione delle dimensioni di un corpo, e particolarmente del suo volume, dovuta alle variazioni delle distanze, che separano le molecole di cui è costituito. In senso ristretto, per dilatazione s'intende un aumento delle dimensioni, ma è ovvio che anche nel caso di diminuzione, si debba considerare avvenuta una dilatazione negativa. Così un corpo assoggettato a trazioni in tutte le direzioni, oppure riscaldato, si dilata elasticamente in un caso, termicamente nell'altro; se invece lo si comprime o lo si raffredda, si contrae, ovvero si dilata negativamente. Nel caso della dilatazione elastica, sono le forze esterne che modificano le mutue distanze delle molecole; nel caso della dilatazione termica, invece, è l'energia termica somministrata che facendo variare l'energia delle molecole, ne modifica i moti, da cui esse sono incessantemente animate e quindi le distanze medie che le separano. La dilatazione avviene in modo cospicuo per i gas, in modo molto minore per i liquidi e per i solidi.

Nel caso di corpi solidi, cioè dotati di forma e dimensioni proprie, si suol considerare la dilatazione secondo tre aspetti, cioè, a seconda che si considerano le variazioni come aventi luogo lungo una linea o secondo una superficie o un volume, si hanno le dilatazioni: lineare, superficiale e cubica. Di una sbarra molto lunga e sottile, in generale interesserà studiare la dilatazione lineare, di una lastra molto sottile ed estesa la dilatazione superficiale, infine di un corpo di forma qualunque, in generale interesserà la dilatazione cubica. L'allungamento subito da una sbarra lunga un metro, per la variazione di 10 nella temperatura si dice coefficiente di dilatazione termica lineare. In modo analogo si definiscono i coefficienti di dilatazione superficiale e cubica, che con buona approssimazione sono eguali rispettivamente al doppio e al triplo del coefficiente di dilatazione lineare. Questi tre coefficienti variano da sostanza a sostanza, pur rimanendo tutti molto piccoli per i solidi. Per i gas e per i liquidi non si considera, naturalmente, se non il coefficiente di dilatazione cubica, che per i liquidi varia da sostanza a sostanza; invece per i gas si ha un unico coefficiente di dilatazione cubica, comune per tutti; a pressione costante il volume di un gas cresce, per ogni grado di temperatura, di 1/273 del volume che esso aveva a 0° C., per lo meno finché non ci si avvicina alle condizioni di temperatura e di pressione alle quali il gas può cambiare stato.

In taluni casi si sfrutta la dilatabilità termica dei corpi; in altri si tenta di limitarla o compensarla con opportuni artifizî. Per es. nei termometri ordinarî la dilatazione del mercurio o dell'alcool serve a indicare le variazioni di temperatura. La si sfrutta anche nelle macchine termiche, dove la dilatazione subita da un gas o vapore serve a trasformare l'energia termica in lavoro. Si tenta di eliminarla invece in quei casi in cui occorre che le dimensioni di parti di apparecchi rimangano per quanto possibile inalterati al variare della temperatura, come per esempio nei pendoli e nei bilancieri degli orologi, allo scopo di mantenere costanti le durate delle oscillazioni.