Dilatación de cuerpos

Dilatación de los Cuerpos
La mayoría de los cuerpos se dilatan cuando se calientan y se contraen cuando se enfrían. Al calentar un cuerpo, las moléculas se mueven más rápido, chocan fuertemente y se separan entre ellas. Para explicar este comportamiento, podríamos imaginar una pista de baile, en ella pueden caber muchas personas si se encuentran muy juntas y no se mueven, pero si ahora bailandespacio, entonces, ocupan más campo y chocan entre ellas; si bailan más rápidamente ocuparán aún mayor espacio y los choques serán más frecuentes.
Esta semejanza podría servir para explicar el comportamiento de los sólidos, de los líquidos y de los gases, los cuales se dilatan al calentarse y una gran mayoría de ellos, que se contraen al enfriarse. En este último caso, las moléculas se mueven másdespacio y se juntan debido a su mutua atracción. Los constructores de casas, puentes, edificios y carreteras deben tomar en cuenta los efectos de la dilatación térmica.
DILATACIÓN LINEAL

La dilatación lineal es aquella en la cual predomina la variación en una única dimensión, o sea, en el ancho, largo o altura del cuerpo.
Para estudiar este tipo de dilatación, imaginemos una barra metálicade longitud inicial L0 y temperatura θ0.
Si calentamos esa barra hasta que la misma sufra una variación de temperatura Δθ, notaremos que su longitud pasa a ser igual a L

DILATACION DE LOS LIQUIDOS
Como la forma de un fluido no está definida, solamente tiene sentido hablar del cambio del volumen con la temperatura. La respuesta de los gases a los cambios de temperatura o de presión es muynotable, en tanto que el cambio en el volumen de un líquido, para cambios en la temperatura o la presión, es muy pequeño. β representa el coeficiente de dilatación volumétrica de un líquido,

Los líquidos se caracterizan por dilatarse al aumentar la temperatura, siendo su dilatación volumétrica unas diez veces mayor que la de los sólidos.



"La dilatación anómala del agua"

Una de laspropiedades físicas más curiosas e importantes del agua es su dilatación anómala. Esta dilatación o contracción del agua se puede medir fácilmente observando el nivel del agua. A medida que se incremente la temperatura del agua, esta ira bajando gradualmente indicando una contracción. La contracción continuara hasta que la temperatura del bulbo y la del agua sean de 4°C. Cuando la temperatura aumentapor arriba de 4°C, el agua cambia de dirección y se eleva en forma continua, indicando la dilatación normal con un incremento de temperatura. Esto significa que el agua tiene su volumen mínimo y su densidad máxima a 4°C.


COMPORTAMIENTO DE LOS GASES

Las moléculas de los gases están dotadas de velocidad de traslación considerable para un mismo gas, esta velocidad que depende solamente de latemperatura. En sus movimientos desordenados chocan unas contra otras, repeliéndose constantemente, de lo que resulta una fuerza contra las paredes del recipiente que lo contiene y que es causa de la presión de los gases
Ley de Gay-Lussac
Esta Ley fue enunciada por Joseph Louis Gay-Lussac a principios de 1800. Establece que la presión de un volumen fijo de gas, es directamente proporcional a sutemperatura.
¿Por qué ocurre esto? Al aumentar la temperatura, las moléculas del gas se mueven más rápidamente y por tanto aumenta el número de choques contra las paredes, es decir aumenta la presión ya que el recipiente es de paredes fijas y su volumen no puede cambiar.
Gay-Lussac descubrió que en cualquier momento de este proceso, el cociente entre la presión y la temperatura siempre tenía elmismo valor:


Ley de Charles
En 1787, Jack Charles estudió por primera vez la relación entre el volumen y la temperatura de una muestra de gas a presión constante y, observó que cuando se aumentaba la temperatura el volumen del gas también aumentaba y que al enfriar el gas, el volumen disminuía.
¿Por qué ocurre esto? Cuando aumentamos la temperatura del gas las moléculas se mueven con más...