Dilatation thermique : coefficient de dilatation linéaire α
Tige d’un métal inconnu, L₀ connue. Relevez ΔL pour plusieurs ΔT et déterminez α par l’ajustement de ΔL en fonction de ΔT.
Objectif
Déterminer α à partir de ΔL = α L₀ ΔT. La pente de ΔL en fonction de ΔT vaut α L₀, d’où α = pente / L₀.
Matériel
- Tige métallique (α inconnue)
- Chauffage / bain (ΔT)
- Pied à coulisse (ΔL)
- Règle (L₀)
Expérience
Théorie
En régime linéaire, ΔL/L₀ = α ΔT. Le modèle cache α et le nom du métal. Le pied à coulisse donne ΔL seulement après l’enregistrement ; il n’y a pas de ΔL en direct lorsque vous faites varier la température.
Mode opératoire
- L₀ est fixe et connue. Le coefficient α est caché. Ne réglez que ΔT.
- Notez. Le pied à coulisse enregistre ΔL avec un léger bruit de lecture.
- Recommencez pour au moins 6 écarts de température, environ de 20 à 180 K.
- Vérifiez l’ajustement linéaire de ΔL (mm) en fonction de ΔT ; α = pente / L₀. Comparez à la référence.
Conclusion
Le coefficient de dilatation trouvé s’accorde avec le α caché. Principales incertitudes : bruit du pied à coulisse et modèle linéaire ΔL = α L₀ ΔT.