L'espansione termica non è altro che l'aumento delle dimensioni del corpo causato dall'aumento della temperatura. L'espansione avviene in quasi tutti i materiali, allo stato solido, liquido o gassoso. Per un oggetto allo stato solido, può subire una dilatazione lineare, che consiste in un aumento in una sola dimensione, la dilatazione superficiale, che consiste in un aumento nelle due dimensioni dell'oggetto e, infine, può subire un'espansione volumetrica, che consiste in un aumento nelle tre dimensioni del oggetto.
Come i solidi, anche i liquidi possono espandersi. Non possiamo studiare un liquido senza metterlo in un contenitore, e anche i contenitori aumentano di volume quando la loro temperatura aumenta. Quello che si sa è che il contenitore subisce quasi sempre un'espansione minore di un liquido.
Il volume di un oggetto varia con la temperatura secondo la seguente espressione:
V=γ.V0.∆T
Nell'equazione sopra, abbiamo che (gamma) rappresenta il coefficiente di espansione volumetrica. Un modo semplice per determinare il valore del coefficiente di espansione volumetrica dei liquidi è metterlo in un contenitore e misurarne il volume a due diverse temperature. Dopo aver misurato il volume per due diverse temperature, è sufficiente utilizzare l'equazione seguente per determinare il coefficiente.
Dall'equazione sopra, abbiamo isolato il coefficiente di espansione volumetrica come segue:
Nell'equazione sopra, dobbiamo V e T rappresentano le variazioni di volume e di temperatura subite dal liquido. Determiniamo il volume occupato dal liquido misurandone il livello all'interno del contenitore. Tuttavia, quando misuriamo il volume del liquido, misuriamo il volume apparente, poiché anche il contenitore si espande, quindi, il suo volume varia.
Per determinare l'effettiva variazione di volume è necessario ridurre la variazione di volume che subisce il contenitore. Per questo, è necessario conoscere il coefficiente di espansione volumetrica del contenitore. La variazione effettiva del volume del liquido è maggiore della misura iniziale ottenuta, considerando l'aumento del livello del liquido nel contenitore.
Si può concludere, quindi, che tutti i liquidi aumentano di volume all'aumentare della temperatura.
di Domitiano Marchesi
Laureato in Fisica
Fonte: Scuola Brasile - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/dilatacao-real-ou-aparente.htm