Dilatazione termica
La dilatazione termica si calcola con il coefficiente di dilatazione, la lunghezza e la differenza di temperatura: una barra d’acciaio di 10 m riscaldata da 20 a 80 °C si allunga di 7,2 mm.
Fonte: Wikipedia – Wärmeausdehnung (coefficiente di dilatazione lineare e volumica). Aggiornato al: .
Come si calcola
I solidi si dilatano quando vengono riscaldati: la variazione di lunghezza è ΔL = α · L₀ · ΔT, con il coefficiente di dilatazione lineare α, la lunghezza iniziale L₀ e la variazione di temperatura ΔT. Nel raffreddamento ΔT è negativo e il corpo si accorcia.
Lunghezza, superficie e volume
La lunghezza cresce in proporzione ad α, la superficie circa con 2α e il volume con γ ≈ 3α. Una barra d’acciaio di 10 m (α = 12 · 10⁻⁶ / K) riscaldata di 60 K si allunga di 12 · 10⁻⁶ · 10 · 60 = 0,0072 m, cioè 7,2 mm. L’alluminio, con 23,1, si dilata quasi il doppio dell’acciaio e plastiche come il PEAD da 15 a 20 volte di più.
Dove conta
Tubazioni, binari, ponti, facciate, recinzioni e pavimenti radianti richiedono giunti o lire di dilatazione, altrimenti compaiono tensioni e crepe. Negli accoppiamenti meccanici la dilatazione termica decide se un calettamento a caldo tiene.
- La tabella mostra la dilatazione per metro per 10, 20, 50 e 100 K.
- Scegli «Valore personalizzato» se il tuo materiale non è nell’elenco.
- Per liquidi e gas valgono altri coefficienti, molto dipendenti dalla temperatura.
Domande frequenti
Come si calcola la dilatazione termica?
ΔL = α · L₀ · ΔT. Per 10 m d’acciaio (α = 12 · 10⁻⁶ / K) e 60 K si ottengono 7,2 mm.
Quanto si dilata un tubo di plastica?
Il PVC-U si dilata di circa 0,08 mm per metro e kelvin, il PEAD di circa 0,2 mm. Un tubo in PEAD di 10 m si allunga di 80 mm con 40 K.
Che differenza c’è tra α e γ?
α descrive la variazione di lunghezza, γ quella di volume. Per i solidi omogenei, γ ≈ 3α.
Fonti e riferimenti normativi
- Wikipedia – Wärmeausdehnung (coefficiente di dilatazione lineare e volumica)
- Wikipedia – Thermal expansion
- Wikipedia – Längenausdehnungskoeffizient (tabella dei materiali)
- CRC Handbook of Chemistry and Physics – Thermal expansion of metals and alloys
Aggiornato al: · Principi editoriali
Strumenti correlati
- Calcolo della quantità di caloreCalcolo quantità di calore per acqua, metalli o aria: energia in kWh e kJ da massa e aumento di temperatura, con tempo di riscaldamento e costo. Gratuito.
- Calcolo densità: densità, massa e volumeCalcola densità, massa o volume con ρ = m/V – passo dopo passo, con conversione tra g/cm³, kg/m³ e lb/ft³ e densità di acqua, metalli e materie plastiche.
- Convertire litri in galloniConverti litri in galloni e viceversa: 1 litro = 0,2642 galloni USA. Con gallone britannico, pinta, tazza, m³ e barile, più calcolo e tabella di conversione.
- Convertire Fahrenheit in CelsiusConvertire gradi Fahrenheit in Celsius e viceversa: °C = (°F − 32) ÷ 1,8. Anche Kelvin, Rankine e Réaumur, con il calcolo passo per passo e una tabella.
- Calcolo del volume di un tuboCalcolo volume tubo da diametro, spessore e lunghezza: contenuto d'acqua in litri, litri per metro e tempo di attesa dell'acqua calda. Gratuito.
- Calcolo del peso dell'acciaioCalcolo del peso dell'acciaio per lamiera, tondo, quadro, piatto, esagono, tubo tondo e quadro, anche in alluminio, rame, ottone o inox. Con kg al metro.
- Calcolatrice onlineCalcolatrice online gratis: digita o tocca e hai subito il risultato. Percentuale, radice quadrata, parentesi, precedenza delle operazioni e cronologia.
- Temperatura di equilibrioTemperatura di equilibrio di una miscela con la regola di Richmann per acqua e altri materiali, con il calcolo del bagno: quanta acqua calda e fredda servono.
- Paradosso del compleannoParadosso del compleanno: probabilità che due persone di un gruppo compiano gli anni lo stesso giorno, o dimensione del gruppo per una probabilità, con tabella.