Définition : la dilatation est l’augmentation des dimensions (longueur, volumes, surface) d’un corps sous l’effet de la chaleur ou par élévation de la température. 

Les différentes catégories de la dilatation : il existe trois catégories de dilatation qui sont : la dilatation des solide, la dilatation des liquide et la dilatation des gaz.

Il existe trois types de dilatation à savoir :

• La dilatation linéaire 
• La dilatation volumique
• La dilatation surfacique

La dilatation des solides

• La dilatation linéaire

Définition : on appelle dilatation linéaire l’augmentation de longueur d’un corps sous l’effet de la chaleur.

Mise en évidence : approchons un dessus d’une source de chaleur une lame de papier ayant une face métallisée. La lame se déforme quand la température s’élève, elle reprend sa forme quand la température s’abaisse.

Les facteurs de dilatation du solide : l’étude du phénomène montre que l’augmentation de longueur dépend de trois conditions, ou trois facteurs qui sont :

• La variation de température ;
• La longueur du solide ;
• La nature du solide.

NB : tous les solides ne se dilatent pas pareillement.

Application pratique de la dilatation des solides : dans le montage de la lampe clignotante, le bilame commande automatiquement l’ouverture et la fermeture du circuit.

Dl= l – l₀

Où Dl= l’allongement, l= longueur final, l₀= longueur finale.

La dilatation des liquides

• La dilatation volumique

Définition : on appelle dilatation volumique l’augmentation du volume d’un corps sous l’effet de la chaleur ou par élévation de la température.

Expérience : comme dans un thermomètre, relions un tube à un essais contenant un liquide coloré à un tube fin plongeons le tube é essais dans de l’eau chaude lorsque le liquide a pris la température de l’eau chaude le milieu dans le tube est plus élevé. En s’échauffant, le volume du liquide coloré à augmenté et le niveau s’est élevé. On dit que le liquide s’est dilaté. Retirons le tube à essais de l’eau chaude et laissons le se refroidir. Le niveau du liquide dans le tube fin descend. Le liquide se contracte. 

NB : les liquides se dilatent beaucoup plus que les solides.

Les facteurs de dilatation des corps liquides : la dilatation des liquides dépend de trois facteurs qui sont :

• La variation de température ;
• La nature du liquide ;
• Le volume du liquide

Cas de l’eau : l’eau présente une dilatation particulière chauffé à partir de 0°c, elle se contracte à 4°c et ne se dilate qu’en suite. L’eau présente, à 4°c un minimum de volume. Tous les liquides ne se dilate pas pareillement. La dilatation des liquides se calcul à l’aide de la formule suivante : Dv= V – V₀.

Application : sur les circuits d’eau (circuit de refroidissement d’une automobile, …), on place des récipients appelés vases de dilatation ou vase d’expansion dans lequel la dilatation du liquide se fait librement.

La dilatation des gaz :

Expérience : le bidon ne contient que de l’air coiffons le avec un ballonnet puis plongeons-le dans de l’eau chaude, le ballon se gonfle, sa paroi se tend. L’élévation de la température de l’air peut provoquer une augmentation de son volume et de sa pression.

NB : les gaz se dilatent plus que les liquides. Tous les gaz se dilate pareillement, un gaz de volume initial 1 litre se dilate de 366ml (plus du 1/3) quand sa température passe de 0°c à 10°c.

Les facteurs de la dilatation des gaz : les expériences montrent que la dilatation des gaz dépend de deux facteurs qui sont :

• La variation de température ;
• Le volume du gaz.

Dangers et précaution : si la température devient trop élevée la pression peut devenir suffisante pour faire éclater le récipient. Il est très dangereux par exemple de chauffer les récipients contenant des gaz comprimés pour éviter ces risques, on peut munir le récipient d’une soupape qui laisse sortir le gaz si la pression dévient forte. C’est le cas des autocuiseurs utilisé en cuisine.