Loi ou phénomène : Une tige métallique se dilate linéairement (c’est-à-dire s’allonge) quand sa température s’élève ; ce phénomène étant réversible sur l’échelle de température parcourue. L’augmentation de la longueur de la tige par dilatation dépend du matériau utilisé.

Description : Cet appareil est essentiellement constitué d’une tige métallique, d’une rigole ou d’une rampe à gaz et d’un cadran devant lequel peut se mouvoir une aiguille.
La tige est fixée à l’une de ses extrémités par une vis tandis que son autre extrémité est laissée libre. Cette dernière s’appuie contre la petite branche ou le râteau d’un levier coudé mobile devant le cadran gradué le plus souvent en degrés. Dans ce second cas, le râteau engrène sur un pignon qui commande l’aiguille. Toute variation de longueur, aussi modeste soit-elle, est ainsi visible par un auditoire très large.

Au-dessous de la tige se trouve la rigole ou réservoir hémicylindrique à alcool ou bien la rampe à gaz.

Expérience : On fixe l’une des tiges métalliques, l’aiguille pointant vers le zéro. On enflamme de l’alcool versé dans le réservoir ou on allume la rampe à gaz.

Au fur et à mesure que la tige s’échauffe, on voit l’aiguille se parcourir une partie du cadran. On en déduit que la tige s’allonge. Il est également possible d’effectuer des mesures d’allongement en fonction du temps.

On arrête le chauffage. On observe alors que l’aiguille parcourt petit à petit le cadran en sens inverse jusqu’à retrouver sa position initiale. On en conclut que la dilatation de la tige est un phénomène réversible, du moins tant que la température reste inférieure à une limite non atteinte ici.

Cette expérience est reproduite avec d’autres tiges métalliques. Les mesures effectuées montrent que les métaux réagissent différemment à la chaleur.

Remarque : Cet appareil est complémentaire à l’anneau de s’Gravesande qui montre la dilatation cubique.

La dilatation étant très difficile à contenir, on prévoit des dispositifs pour qu’elle se fasse sans dégâts. Par exemple la poutre d’un pont métallique, susceptible de subir des modifications de température n’est fixée que sur une seule pile à une de ses extrémités et on fait reposer son autre extrémité sur l’autre pile par l’intermédiaire de galets de roulement.