dilatacion

Páginas: 8 (1780 palabras) Publicado: 18 de marzo de 2013
Dilatación

El aumento o disminución de la temperatura ocasiona algunos fenómenos físicos. Uno de ellos, es la expansión o dilatación de los cuerpos. Imaginemos que elevamos la temperatura de un cuerpo. Dentro de él, las moléculas comienzan a vibrar con mayor amplitud obligando a las moléculas contiguas a mantenerse a una distancia promedio de ellas; de ahí que el cuerpo se expanda.
Ladilatación tiene una importancia práctica enorme. Se debe tomar en cuenta para las vías de un ferrocarril, el pavimento, etc. De no ser así, se producirían accidentes y pérdidas económicas.

La dilatación depende del tipo de material, por lo que se definen y se tabulan una constante de dilatación térmica lineal( ) y otra de dilatación volumétrica().

Sustancia
 x 10 -6 1/ ºC
x 10 -61/ºC
Diamante
1.2
3.5
Vidrio
3
9
Hierro y acero
12
36
Ladrillo y concreto
10
30
Latón
19
57
Aluminio
25
75
Mercurio

182
Glicerina

500
Gasolina

950
Metanol

1200
Benceno

1240
Acetona

1490

La dilatación lineal se calcula cuando el área transversal es muy pequeña comparada con la longitud, es decir, cuando únicamente nos interesa cuanto ha crecido enlongitud.

∆L = Lo ∆T

donde ∆L es el cambio en la longitud y ∆T es el cambio en la temperatura.

Ejemplo 1: Suponga que una barra de latón de 75 cm de largo presenta un cambio en la temperatura de 10 ºC a -50ºC. ¿Cuál es su cambio en la longitud?
∆L = Lo ∆T
Calculamos primero el ∆T = Tf – To
o sea: ∆T= -50ºC - 10 ºC
∆T = - 60 ºC
Por lo que:
∆L = 1.9 x 10 -6 1/ºC ( 75cm) ( -60 ºC )
 ∆L = ( 0.000019 1/ºC) (75 cm) (-60ºC)
∆L= -0.0855 cm ......... Lo que significa que la barra se contrajo.

En el caso de los líquidos la dilatación siempre es volumétrica. También se emplea esta dilatación para los sólidos donde se requiere el incremento en todas las direcciones del mismo. Para ello, se emplea la ecuación:
∆V = Vo ∆T
Ejemplo 2. ¿Cuánto cambia elvolumen de 100 cm 3 de benceno medido a 20ºC al calentarlo hasta que llegue a 30ºC?

Como nos interesa el cambio en el volumen, empleamos la ecuación: ∆VVo∆T
Buscamos la del benceno que es: 1240 x10 -6 1/ºC
después calculamos el cambio en la temperatura, es decir: ∆T = Tf-To
∆T = 30 ºC - 20ºC = 10 ºC

Por lo que: ∆V = 0.001240 1/ºC (100 cm3) (10 °C)
∆V = 1.2 cm 3En el caso de los gases, existen al menos dos posiblidades para que éstos se dilaten. La primera tiene que ver con la facilidad con que un gas se comprime o se dilata al cambiar la presión y la segunda cuando el gas está sometido a la misma presión (que podría ser la presión atmosférica) y esta presión no cambia al calentarlo. Nosotros nos ocuparemos del segundo caso únicamente. Para ello,encerraremos un gas en un depósito provisto de un émbolo que pueda deslizarse facilmente. De este modo si se calienta el gas, el volumen aumenta. Al estudiar dicho dispositivo se ha encontrado que el coeficiente de dilatación volumétrica de todos los gases, es decir, el coeficiente para cualquier gas, vale .Esto significa que si la temperatura aumenta en 1 °C, el gas aumentará de volumen en1/273 y así sucesivamente, o bien que si el gas disminuye un 1°C el volumen disminuye en 1/273. Ahora, colocamos esos resultados en la tabla:


Cambio en la temperatura
∆T
Cambio en el volumen
∆V
Volumen final


-273°C
-273/273= -1
1-1 = 0
à¡Orale, el volumen del gas es nulo!

.
.
.
.



-3°C
-3/273
1- 3/273

T disminuye
-2°C
-2/273
1- 2/273


- 1°C
- 1/273
1-1/273


1 °C
1/ 273
1+ 1/273

T aumenta
2 °C
2/ 273
1+ 2/273


3 °C
3/ 273
1+ 3/273


4 °C
4/ 273
1+ 4/273


5 °C
5/ 273
1+5/273


.
.
.
.



273 °C
273/273 = 1
1+1 = 2


Analicemos el resultado obtenido cuando la temperatura disminuye en -273°C, cada vez que la temperatura disminuye un grado, el gas se contraé y por supuesto si logramos disminuir la...
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