In termini fisici, diciamo che la temperatura di un corpo (o oggetto) è una misura dell'agitazione degli atomi e delle molecole che lo compongono. Pertanto, possiamo dire che maggiore è la temperatura di un corpo, maggiore è l'agitazione dei suoi atomi o molecole. L'aumento della temperatura di un corpo non solo provoca un aumento dell'agitazione di atomi e molecole, ma provoca anche altri effetti nel corpo.
Pertanto, è probabile che tutti i corpi presenti in natura subiscano qualche effetto a causa dell'aumento della loro temperatura. In alcuni corpi, questi effetti possono essere visibili, ma non in altri. Quando c'è un aumento della temperatura di un oggetto, subisce anche un aumento delle sue dimensioni, quindi gli oggetti dilatare.
Definiamo il dilatazione come la variazione delle dimensioni di un oggetto dovuta alla variazione di temperatura. Pertanto, possiamo dire che la dilatazione è una manifestazione macroscopica della variazione dell'energia cinetica di molecole e atomi.
Quasi tutti i materiali esistenti in natura subiscono un aumento di volume all'aumentare della loro temperatura, di conseguenza la densità di questi oggetti diminuisce. Si può dire che questa regola è valida per quasi tutte le sostanze. Un'eccezione è l'acqua che si comporta diversamente quando la sua temperatura varia da 0ºC a 4ºC. Questo fenomeno è noto come stato anomalo dell'acqua.
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L'aumento della temperatura genera un aumento della separazione tra gli atomi o le molecole di una sostanza che provoca una variazione di volume
La figura sopra ci permette di capire meglio come avviene l'espansione dei materiali all'aumentare della temperatura. Possiamo vedere che nella prima situazione, ad una certa temperatura, gli atomi e le molecole della sostanza vibrano attorno ad una posizione di equilibrio. Per questo valore di temperatura, la distanza media tra le molecole è praticamente costante.
Tuttavia, quando c'è un aumento della temperatura della sostanza, le molecole o gli atomi iniziano a vibrare di più rapidamente, cioè vibrano con ampiezza maggiore, di conseguenza, sono un po' più distanti da uno dei altri. Questa maggiore separazione, cioè questa maggiore distanza tra atomi e molecole, si riflette nell'aumento delle dimensioni dell'oggetto.
Possiamo concludere dicendo che gli effetti causati dalla dilatazione termica sono di fondamentale importanza nella progettazione di macchine che utilizzano diversi tipi di parti di materiali diversi, che sono in contatto tra loro, perché al variare della temperatura, queste parti si espanderanno in modo diverso.
di Domitiano Marchesi
Laureato in Fisica
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SILVA, Domitiano Correa Marques da. "Dilatazione – una proprietà dei materiali"; Brasile Scuola. Disponibile in: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/dilatacao-uma-propriedade-dos-materiais.htm. Consultato il 27 giugno 2021.
