Per effetto del cambio della temperatura, quasi tutti i materiali sono soggetti a dilatazioni . In genere un aumento della temperatura comporta un aumento delle dimensioni lineari di un oggetto ed il pendolo, purtroppo, non è esente da questo fenomeno.

Ne deriva che, con la variata la lunghezza del pendolo, si modifica anche il suo periodo ed il nostro orologio non sarà più preciso!

E' quindi essenziale la scelta dei materiali con i quali viene costruito il pendolo per cercare di minimizzare questo errore.

Peraltro, per quanto oculata possa essere la nostra scelta , per cercare arginare gli effetti della dilatazione dei materiali è importante provvedere il pendolo di un sistema che tenti di compensare detti effetti.

Il primo tentativo venne fatto dal solito John Harrison che sostituì l'asta del pendolo con una serie di aste fatte di diverso materiale e quindi con diversi coefficienti di dilazione . L'asta di mezzo delle nove ed alternativamente le altre sono fatte di acciaio . Le rimanenti altre (quelle gialle) sono fatte di ottone. Come si può osservare dal disegno, le aste di acciaio dilatandosi per l'effetto di un aumento di temperatura tendono ad allungarsi verso il basso , al contrario di quelle di ottone che lo faranno verso l'alto. Parte delle aste sono libere di scorrere nelle barrette orizzontali Conoscendo i coefficienti di dilatazione di entrambi i materiali si possono dimensionare le varie lunghezze delle aste in modo tale che le dilatazioni delle aste di acciaio e quelle di ottone si compensino vicendevolmente mantenendo il baricentro del pendolo alla stessa altezza. Da notare che la moltitudine degli orologi prodotti in grande serie, hanno questo tipo di

Gridiron di J. Harrison

pendolo ; peraltro, esso, non rispettando nella costruzione il corretto principio di funzionamento , ha una valenza puramente estetica.

Anche se corretta nel principio questa compensazione fu scarsamente usata a causadella sua propensione ad aumentare l'errore barometrico ( di cui parleremo più avanti)

Un'altro sistema di compensazione termometrica fu inventata da George Graham, nel primo quarto del diciottesimo secolo.

Graham, eminente orologiaio che creò anche lo scappamento ad ancora , utilizzò il mercurio.
Nei suoi regolatori sostituì la lente con un contenitore di vetro con dentro del mercurio. l'idea, anche se nella realizzazione pratica è alquanto complessa a causa dei dimensionamenti, è piuttosto semplice. Dato che il vetro per effetto del calore si espande in quantità minore rispetto al mercurio, quest'ultimo si dilaterà verso l'alto controbilanciando l'allungamento verso il basso dell'asta del pendolo.

Il limite di questa compensazione? La grande massa di mercurio contenuto nel vetro risente della variazione di temperatura molto più lentamente rispetto alla sottile barra di acciaio di cui è costituita l'asta del pendolo

Con la scoperta di nuove leghe di metallo, per l'asta del pendolo viene utilizzato un metallo chiamato invar (contrazione della parola invariabile). Esso ha un coefficiente di espansione bassissimo ( e talvolta negativo, ovvero con l'aumentare della temperatura esso si contrae) e quindi l'utilizzo in orologeria è parso subito naturale.

Ma nulla è perfetto ed anche l'utilizzo di questo materiale comporta dei limiti in quanto si è scoperto che l'invar, con l'andare del tempo, perde le sue caratteristiche e quindi diventa inefficace per la nostra bisogna.

Abbiamo detto che l'invar ha un coefficiente di espansione bassissimo ... il che non vuol dire nullo, per cui,per contrastare la sua dilatazione viene utilizzato un cilindro di compensazione di ottone che è interessante saper dimensionare.

Per saperne come, cliccate qua.