Descrizione Vetrina <Termologia - Energia - Lavoro>

Dilatazione termica

L’anello di ’sGravesande⁶⁶ è un apparato per la dimostrazione della dilatazione termica dei solidi. Ideato nel 1700, è realizzato da un anello ed una sfera metallica. A temperatura ambiente la sfera attraversa liberamente l’anello. Se la sfera viene riscaldata, a causa della dilatazione termica il suo diametro aumenta e la sfera non passa più attraverso l’anello.

Il fenomeno della dilatazione termica viene sfruttato in molti termometri (in particolare nel comune termometro a mercurio) perché l’aumento di volume dovuto alla dilatazione termica è proporzionale all’aumento di temperatura. La proporzionalità, tuttavia, non è lineare e quindi ogni termometro può essere usato in un intervallo limitato di temperatura.

Un termometro particolare, adatto per misure approssimate di alte temperature è il pirometro di Brongniart⁶⁵. Esso è costituito da un'asta metallica tenuta orizzontale mediante due sostegni messi alle sue estremità. A destra l'asta è bloccata da una vite a pressione mentre a sinistra è libera di scorrere in un foro circolare praticato nel sostegno. La punta dell'asta da questa parte è a contatto con una leva collegata a un indice su un quadrante graduato. Se l'asta viene riscaldata si allunga, a causa della dilatazione termica ed, essendo vincolata da una parte, si allunga solo dal lato in cui è a contatto con la leva, facendone ruotare l'indice. Questo tipo di pirometro veniva usato da Alexandre Brongniart, direttore della “Manifacture nationale de Sèvres", per controllare che la temperatura dei forni per le porcellane non andasse oltre un certo limite.

Termometri

Il Termometro metallico a massima e minima⁶¹ è costituito da una nastro composto da tre metalli con coefficienti di dilatazione diversi avvolto a spirale. Un'estremità è fissata sul supporto, sull'altra libera è fissata un'astina metallica libera di oscillare attorno ad un perno. I piccoli scostamenti che si hanno al variare della temperatura dovuti alla differente dilatabilità dei metalli di cui è costituita la spirale vengono amplificati dall'astina che funge da indice tramite un meccanismo a leva di primo genere.

Sono Esposti Termometro murale⁶⁵⁶ a mercurio costruito da Jean Nicolas Fortin. Una serie di Termometri Baudin¹³⁹

Calorimetri

Un calorimetro è uno strumento utilizzato per misurare il passaggio di calore fra due corpi misurando la variazione di temperatura. Fra i numerosi calorimetri del museo due sono i calorimetri in esposizione scelti per il modo di risolvere il problema di ottimizzare la precisione della misura.

Calorimetro delle mescolanze³³² È un piccolo calorimetro delle mescolanze, costruito probabilmente in sede o da un artigiano perché nella cassetta è conservato il progetto dello strumento, disegnato a mano su un comune foglio di carta con il nome dell’autore riportato sul retro del foglio: lo strumento fu progettato o ordinato da Antonio Garbasso, laureato a Torino nel 1892, libero docente nel 1895 dopo avere trascorso un periodo di studio e ricerca a Bonn e a Berlino. Questo calorimetro consiste in un cilindro a doppia parete con coperchio a tenuta; un secondo cilindro, molto più piccolo, è saldato al coperchio in modo da essere inserito al centro del cilindro più grande. Un'apertura al centro del coperchio permette di inserire nel cilindro piccolo un agitatore e un termometro; un tubo saldato alla parete laterale permette di estrarre l'aria (come è scritto nel progetto) dal cilindro grande.

Calorimetro di Miller³³³ Lo strumento consiste in tre cilindri di metallo, messi uno dentro l'altro e tenuti fermi da un unico coperchio, probabilmente per minimizzare le perdite di calore. I diametri dei cilindri differiscono di circa 1 cm. Nella parte di coperchio corrispondente al cilindro più interno vi sono quattro aperture: una per il termometro, una per immettere gas (etere?), una di diametro maggiore per inserire una provetta e una in cui è inserita un'asta con agitatore. Quest'ultimo viene fatto girare con un sistema di ruote messe in movimento da una manovella. La cassetta può essere tenuta inclinata di 45°.

Macchina a vapore

Questo piccolo modello di macchina a vapore di Watt⁷⁵⁷ è stato costruito fine del settecento a Londra da W.Wilson. Ha il basamento di legno dipinto di bianco, sagomato in modo da sembrare un muretto di mattoni; è completo di caldaia e di regolatore di Watt. Tutta la meccanica è di ottone, mentre la caldaia ha la parte superiore di ottone ma quella inferiore di lamiera. La caldaia, che è fissata su una sottile lastra (probabilmente) di rame, veniva riscaldata bruciando alcool.