Dilatation thermique et volumique d'un corps

Terminale Technologique · Physique-Chimie Terminale Technologique

À retenir

• La température augmente l'agitation thermique et accroît le volume. • Allongement d'une barre : L = L_0 T. • Longueur finale : L_f = L_0 (1 + T). • Variation de volume : V = V_0 T. • La masse reste constante ; la masse volumique diminue donc lors de la dilatation.

Le cours

1. Agitation thermique et expansion En dehors de tout changement d'état, l'augmentation de la température entraîne une hausse de l'agitation thermique (vibration des atomes autour de leur position). Il en résulte une légère augmentation de la distance interatomique moyenne, et par suite, une augmentation du volume global de l'objet : c'est la dilatation thermique. 2. Dilatation linéique des solides Pour un objet de forme allongée (barre, rail), l'allongement L = L_f - L_0 est proportionnel à la longueur initiale L_0 et à l'écart de température T : L = L_0 T où est le coefficient de dilatation linéique propre au matériau (en K^-1 ou ^C^-1). 3. Dilatation volumique Dans l'espace 3D, le volume s'accroît selon une loi similaire : V = V_0 T, avec le coefficient de dilatation volumique 3. Les liquides se dilatent généralement plus que les solides, et les gaz bien plus encore (régis par la loi des gaz parfaits).

Dans ce chapitre

• Réseau cristallin et maille d'un solide de classe de 1ère
• Masse volumique et densité de classe de 1ère
• Changements d'état et courbe de changement d'état de classe de 4e
• Alliages, verres et céramiques : propriétés comparées
• Diagramme de phases et domaines de stabilité
• Fusion et solidification : échange de chaleur latente
• Vaporisation et condensation, ébullition et pression de vapeur
• Sublimation et dépôt
• Dilatation thermique et volumique d'un corps
• Amorphes et cristallins : comportement thermique comparé
• Choix d'un matériau pour un usage sous contrainte thermique
• Changements d'état du dioxyde de carbone et stockage sous pression
• Cristallographie et détermination d'une structure cristalline par diffraction
• Bilan : Synthèse et méthode sur Matériaux, changements d'état et organisation de la matière