Problema 5.3.10

Un tubo di vetro cilindrico, chiuso ad una estremità, contiene, alla temperatura t0=0°C una massa m di mercurio fino ad un’altezza h0=10,0cm.

Di quanto è variata l’altezza del mercurio se il tubo e il mercurio contenuto sono stati riscaldati fino alla temperatura t=100°C?


[Coefficiente di dilatazione lineare del vetro λ=0,8.10-5°C-1; coefficiente di dilatazione cubica del mercurio γ=18,1.10-5°C-1]

Guarda la soluzione

Ricordiamo che le cavità si dilatano come se fossero costituite del materiale che le delimita.

Sia S0 l’area di base del cilindro, ρ0 la densità del mercurio e m la massa del mercurio.

h0=m/ρ0S0

h=m/ρS=m(1+γt)/ρ0S0(1+2λt)=h0(1+γt)/(1+2λt)

Δh=h-h0=h0(1+γt)/(1+2λt)-h0=h0[(1+γt)/(1+2λt)-1]

Δh=10[(1+18,1.10-5.100)/(1+2.0,8.10-5.100)-1]=0,165cm

Il mercurio si dilata, ma si dilata anche la cavità del tubo. Alla fineΔh=0,165cm.

Problema del Capitolo 5 - Calore e temperatura

Problema di difficoltà: Bassa