Dilatación Lineal En Estructuras Y Carreteras

Dilatación Lineal

Los cambios de temperatura afectan el tamaño de los cuerpos, pues la mayoría de ellos se dilatan al calentarse y se contraen si se enfrían. Los gases se dilatan mucho más que loslíquidos y éstos más que los sólidos.

En los gases y líquidos las partículas chocan unas con otras en forma continua; pero si se calientan, chocarán violentamente rebotando a mayores distancias yprovocarán la dilatación. En los sólidos las partículas vibran alrededor de posiciones fijas sin embargo, al calentarse aumentan su movimiento y se alejan de sus centros de vibración dando como resultadola dilatación. Por el contrario, al bajar la temperatura las partículas vibran menos y el sólido se contrae.

A medida que la temperatura aumenta, se incrementa la amplitud (desplazamiento máximo) delas vibraciones atómicas, lo que da por resultado un cambio total en las dimensiones del sólido. Un cambio de un sólido en una dimensión se llama dilatación lineal.

Experimentalmente se haencontrado que un incremento en una sola dimensión, por ejemplo, la longitud de una barra, depende de la dimensión original y del cambio de temperatura. Por ejemplo, considere la barra de la figura. Lalongitud original es Lo y la temperatura inicial es to. Cuando se calienta a una temperatura t, la nueva longitud de la barra se indica como L. Por tanto, un cambio en la temperatura, produce un cambiode longitud El cambio de longitud proporcional está dado por.






Donde a es la constante de proporcionalidad llamada el coeficiente de dilatación lineal.El coeficiente de dilatación lineal de una sustancia puede definirse como el cambio de longitud por unidad de longitud por cada grado que cambia la temperatura.

Los materiales de construcción, porlo general, se ven sometidos a contracciones, expansiones o alabeos debidos a variaciones de temperatura.

Los constructores de casas, puentes, edificios y carreteras deben tomar en cuenta los...