IV.2.3. Dilatarea gazelor

👀 Experiment: Dilatarea aerului
🔥 Atenție! Acest experiment se efectuează numai în prezența unui adult! 🔥 Atenție! Când lucrezi cu surse de foc ai grijă să ai părul strâns și să nu porți haine cu mâneci largi! Atenție când lucrezi cu lichide calde să nu te arzi!

Materiale necesare:
Un flacon de medicamente, apă colorată, tub cu cot de 90° (pai curbat), vas cu apă caldă.

Descrierea experimentului:

Ia tubul cu cot de 90° şi cufundă-l cu capătul mai lung într-un vas cu apă colorată până ce în tub apare o coloană de lichid colorat.
Suflă încet până ce această coloană ajunge aproape de cotul de 90°;
Introdu tubul în dopul flaconului (după ce în prealabil l-ai găurit) cu extremitatea mai scurtă şi etanşeizează-l cu silicon. Astfel coloana de lichid colorat va închide aerul aflat în flacon.
Aşază flaconul cu aer într-un vas cu apă caldă.
Ce observi?

Observaţie:

Coloana de lichid colorat de pe ramura orizontală a tubului cotat a ieşit din tub, la încălzirea aerului din pahar.

Concluzia experimentului:
Gazele, prin încălzire, îşi măresc volumul, adică se dilată volumic. Aerul din flaconul închis de coloana de lichid colorat din tubul cotat, mărindu-şi volumul, nu mai are loc în flacon şi atunci iese din acesta, împingând coloana de lichid colorat.

Gazele prin încălzire, îşi măresc volumul, adică se dilată volumic.

🤔 Pentru curioși

Cum explicăm fenomenul de dilatație la nivel microscopic? Atomii şi moleculele sunt într-o permanentă mișcare şi se ciocnesc între ei tot timpul. Prin încălzirea corpului, creşte viteza agitației termice şi, implicit, numărul ciocnirilor dintre particule, ceea ce conduce la ocuparea unui spațiu mai mare.
Există un aliaj, numit INVAR (fier ~64% și nichel ~36%), care nu se dilată aproape deloc, chiar la încălziri considerabile. Datorită coeficientului de dilatare termică foarte redus (cca.1,2x10⁻⁶ K⁻¹), el este utilizat pentru realizarea de instrumente de precizie pentru ceasornicărie, topografie, aparate și etaloane de măsură etc.
Dilatația la solide este de sute ori mai mică decât la lichide, iar dilatația la lichide este de 2-10 ori mai mică decât la gaze.
Când un corp se dilată, densitatea lui scade datorită creșterii volumului corpului.