Dilatación

2.3 Dilatación de los cuerpos.
Cuando aumenta la temperatura de una sustancia, sus moléculas se mueven más rápidamente y tienden a separarse; como consecuencia, la sustancia se dilata o expande.
Engeneral, la materia en forma sólida, liquida y gaseosa, se dilata cuando se calienta y se contrae cuando se enfría. A este fenómeno se le conoce como expansión o dilatación térmica.

2.3.1Dilatación Lineal
El cambio en una dimensión (largo, ancho, espesor) para un sólido se denomina dilatación lineal. Cuando el cambio de temperatura es pequeño, la dilatación o contracción es proporcional alcambio en la temperatura: ΔT= T-T0. Mientras el cambio en la longitud es ΔL= L-L0, donde T0 y L0 son los valores iniciales de la temperatura y la longitud, respectivamente. La expresión que relaciona latemperatura y la dilatación es:
∆LL0=αΔT, o bien, αΔTL0 (1.11)
Donde α es el coeficiente térmico de dilatación lineal, que despende de cada material.Las unidades de este coeficiente son el reciproco de las unidades de la temperatura: 1°C.

A continuación se presenta una tabla de valores de coeficientes de expansión térmica para diversosmateriales.
Tabla 1.1 Coeficientes de Expansión Térmica.
Material | Coeficiente de dilatación lineal (1°C) |
Aluminio | 24 x 10-6 |
Latón | 19 x 10-6 |
Concreto | 12 x 10-6 |
Cobre | 17 x 10-6 |Vidrio | 9 x 10-6 |
Pyrex | 3.3 x 10-6 |
Oro | 14 x 10-6 |
Hielo | 52 x 10-6 |
Hierro y acero | 12 x 10-6 |

2.3.2 Dilatación Superficial.
La dilatación superficial es la que experimentanlos objetos planos cuando se someten a cambio de temperatura.

Para calcular la dilatación térmica del area de objetos planos, se toma como base la ecuación 1.11, y se despeja L:
L= L0(1+αΔT) (1.12)

Después se toma una figura plana cuadrada y se calcula el área a partir de la ecuación 1.12:
A= L2= L2= (1 + αΔT)2 = Aα (1 + 2αΔT + α2ΔT2)
0
Donde A0 es el área...