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La dilatazione termica descrive le variazioni dimensionali dei materiali con la temperatura. L'acqua ha un comportamento anomalo, espandendosi sotto i 4°C. Il calore è energia in trasferimento, mentre la temperatura indica l'energia cinetica media delle particelle.
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La dilatazione termica è il fenomeno che descrive la variazione dimensionale di un materiale in seguito a un cambiamento di temperatura
L'aumento della temperatura provoca un allargamento dello spazio medio tra le particelle di un materiale, portando a un aumento del volume (dilatazione termica positiva), mentre una diminuzione della temperatura causa una contrazione del volume (contrazione termica)
La dilatazione termica si manifesta in tutti gli stati della materia, con intensità diverse, e può causare problemi pratici come l'espansione delle rotaie ferroviarie in estate
L'acqua mostra un comportamento anomalo rispetto alla maggior parte dei materiali, espandendosi al diminuire della temperatura tra 0°C e 4°C e raggiungendo la massima densità a 4°C
L'anomalia della dilatazione termica dell'acqua è vitale per gli ecosistemi acquatici, poiché permette la formazione di uno strato isolante di ghiaccio che protegge la vita acquatica durante i periodi di gelo
Un esperimento che illustra l'anomalia della dilatazione termica dell'acqua è il congelamento dell'acqua in un contenitore, dove il ghiaccio che si forma in superficie ha un volume maggiore rispetto all'acqua liquida sottostante
La temperatura, misura dell'energia cinetica media delle particelle di un sistema, viene comunemente misurata utilizzando termometri di tipo analogico o digitale
I termometri analogici si basano sulla dilatazione termica di un liquido contenuto in un tubo capillare, mentre i termometri digitali utilizzano sensori elettronici per rilevare la temperatura
La scala Celsius, una delle scale termometriche più diffuse, si basa su due punti di riferimento: il punto di congelamento dell'acqua (0°C) e il punto di ebollizione dell'acqua (100°C) a pressione atmosferica normale
00
Dilatazione termica positiva
Espansione materiale con aumento temperatura.
01
Contrazione termica
Riduzione volume materiale con diminuzione temperatura.
02
Comportamento dilatazione in stati materia
Solidi dilatano meno di liquidi e gas.
