Telechargé par Félix Kouassi

Leçon 11

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Leçon 11 :
DILATATION DES SOLIDES
1. Définition de la dilatation d’un corps
La dilatation d’un corps est l’augmentation des dimensions de ce corps sous l’effet de la
chaleur.
N.B : quand le corps refroidit, ses dimensions diminuent : on parle alors de contraction.
2. La dilatation linéaire
2.1. Expérience et observation
Tige métallique
a)
b)
Lorsqu’on chauffe la tige, elle s’allonge
dilatomètre
2.2. Conclusion
Lorsqu’on chauffe une tige métallique, elle se dilate suivant sa longueur : c’est la
dilatation linéaire.
Lorsque la tige refroidit, elle reprend sa longueur initiale : elle se contracte.
3. La dilatation volumique
3.1. Expérience et observation
anneau
boule
métallique
On chauffe la
boule
la boule passe dans
l’anneau
a)
b)
la boule ne passe
plus dans l’anneau
c)
3.2. Conclusion
Quand on chauffe un solide, toutes ses dimensions augmentent. Il se dilate dans toutes les
directions :
C’est la dilatation volumique.
4. Quelques facteurs liés à la dilatation des solides
4.1. La variation de température
Exemple :
Tige de fer
Longueur à 0°C
(en m)
1,0000
Longueur à 50°C Longueur à 100°C
(en m)
(en m)
1,0006
1,0012
La dilatation est plus importante lorsque la température augmente.
4.2.
La longueur initiale
Exemple :
Tige de fer
Tige de fer
Longueur à 0°C
(en m)
1,0000
2,0000
Longueur à 100 ° C
(en m)
1,0012
2,0024
Allongement
(en mm)
La dilatation est plus importante lorsque la longueur initiale du solide est plus grande.
4.3.
La nature du corps
Exemple :
Fer
Cuivre
Verre
ordinaire
Verre pyrex
Longueur à 0°C
(en m)
Longueur à 100 ° C
(en m)
1,0000
1,0000
1,0012
1,0016
1,0000
1,0009
1,0000
1,0003
Allongement
(en mm)
Tous les corps ne se dilatent pas de la même façon.
Activité d’application
Réponds par « vrai » ou « faux » aux affirmations suivantes.
a. Lorsqu’une tige est chauffée, sa longueur augmente………….
b. Quand une sphère métallique se dilate, sa forme change………
c. Lorsqu’une tige est chauffée, son allongement dépend de sa longueur
initiale………..
d. Chauffés de la même façon, tous les matériaux se dilatent de la même
façon………..
e. Quand la température d’un solide diminue, ses dimensions changent ……….
5. Applications utiles de la dilatation d’un solide
5.1. La bilame
 Expérience et observation
cuivre
fer
 Conclusion
Une bilame est constituée de deux lames qui se dilatent différemment.
Lorsqu’on chauffe la bilame, elle se courbe du côté du métal le moins dilatable.
Quand la bilame refroidit, elle reprend forme initiale.
 Fonctionnement de la bilame dans un thermostat : exemple du fer à
repasser
Les thermostats de nombreux appareils chauffants Comme le fer à repasser utilisent
souvent des Bilames. A froid, la bilame joue le rôle d’un Interrupteur fermé. A chaud, son
extrémité libre se Soulève et coupe le circuit (interrupteur ouvert). Après refroidissement,
il reprend sa position initiale Et le courant passe de nouveau.
5.2.
Les joints de dilatation
Les joints de dilatation sont des espaces aménagés pour faire face à la dilatation des rails
des chemins de fer, des immeubles, des ponts,…
5.3.
L'emmanchement forcé
L’emmanchement forcé est une opération qui consiste à faire entrer une pièce dans une
autre pour les rendre solidaires.
Situation d'évaluation
Irié et zamblé, élèves en classe de 5ème veulent savoir de quel côté va se courber une
bilame constituée d'une lame de fer et d'une lame de tungstène si on la chauffe. Pour cela,
ils vont voir leur professeur de physique chimie qui leur remet le tableau ci-après:
Allongement en mm d'une barre de longueur
1m dont la température s'élève de 100°C
Tungstène 0,40
Fer 1,2
1. Précise du tungstène ou du fer lequel est le métal le plus dilatable. Justifie ta
réponse.
2. Précise de quel côté en général se courbe une bilame quelconque quand elle est
chauffée.
3. Dis de quel côté (celui du tungstène ou du fer) va se courber la bilame chauffée.
Justifie ta réponse.
Solution
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