DILATACIÓN

DILATACIÓN
PREGUNTAS
1. ¿Qué es la temperatura?

PROBLEMAS
1.

Dos barras idénticas de fierro (α = 12 x 10-6 /Cº) de 1m de longitud, fijas en uno de
sus extremos se encuentran a una temperatura de 20ºC si las barras están separadas
por 1 cm ¿Cuál será su separación a 220ºC.?


RPTA: 0.52cm
L

L

2.

Un cilindro hueco de aluminio de 20.0cm de
altura tiene una capacidad internade 2.000 L a 20.0 ºC. Está lleno completamente
con trementina, y luego se calienta hasta 80.0 ºC. a) ¿Qué cantidad de trementina
se derrama? b) Si ésta se enfría después hasta 20.0 ºC. ¿a qué distancia debajo de la
superficie del borde del cilindro estará la superficie de la trementina? Coeficiente
de expansión volumétrica de la trementina es β = 9.0 x10-4 ºC-1 ; αAl = 24 x 10-6
ºC-1
Rpta:a) 99.4 cm3; b) 1,53 cm. .

3.

Se mide una varilla de aluminio con una cinta métrica de acero calibrada a 25°C
su longitud resulta ser de 75 cm ¿Cuál será el valor que indicará la cinta para la
longitud de la varilla cuando ambas estén a cero grados?
Respuesta.- 74.98 cm

4.

Un cubo de hierro (α = 12x10-6 / °C , ρ =7,8x103 Kg/m3) flota en una bandeja
con cierto liquido (γ = 180x10-6/°C) con 60% de su volumen sumergido a la
temperatura de 10°C. Si la temperatura del sistema se incrementa hasta 240°C,
Calcule los nuevos valores de: (Ex. final. 2002-1)
a) Las densidades
b) La fracción de volumen del cubo sumergido
Rptas: a) ρh= 7,74x103kg/m3; ρliquido=12,48 x103 kg/m3; b) 62%

5.

Dos vigas metálicas, de coeficientes de dilatación lineal α1=2x10-5/°C y
α2=3x10-5/°C,se encuentran en contacto a la temperatura de 50°C, si las paredes
son indeformables.
(Exa.Fin. 2002-1)
a) A que temperatura las vigas se separan 6 mm en
sus extremos que se tocan, para que esto ocurra,
se debe enfriar o calentar el sistema.
b) Que deformación experimenta cada viga a la
temperatura de separación?
Rpta: a) -25°C b) –1,5mm y -4,5 mm

Se quiere proteger un cañón de latón (αlaton= 20x10-6/ °C) de 100,123 mm de
diámetro externo a 20°C, por un cilindro de acero ( αacero= 12x10-6/ °C) de 100 mm
de diámetro interno a 20°C. ¿Hasta que temperatura debe calentarse el cilindro de
acero para que pueda rodear el cañón? (Ex.Fin.2002-1)
7. En el laboratorio se hallo αaluminio= 24x10-6/ °C a la temperatura del aula 23°C. Se
dispone ahora de una barra de aluminio de 1,20 m delongitud a 100 °C. Cual será
su longitud a la temperatura del medio ambiente (25°C)
Rpta: a) 120 °C; b) 1,19 m
6.

8.

Al incrementarse la temperatura en ∆T, una barra empotrada se dilata como se
muestra en la figura. Siendo la longitud original Lo = 3,8m y el coeficiente de
dilatación lineal de 25x10-6/°C, hallar:
a) Una expresión para altura x en función del
incremento de temperatura∆T.
b) Graficar en un sistema coordenado x vs T
c) La distancia x (mm) de elevación cuando ∆T
= 30°C
Rpta.:
L
a. x = 0 2α ∆ T + α 2 ∆ T 2
2
b. x
T

o
9.

c. x ≅ 7.4cm

To

Una lámina de acero conj un agujero de diámetro 30 cm. a la temperatura de -12ºC
¿Cuál es el diámetro (cm) a 298ºC sabiendo que αacero = 12 x 10-6 ºC-1 . (Ex. Final
2002-II).
Rpta. 30,11 cm

10. Elvolumen del depósito de un termómetro de mercurio es 0,2 cc a 0°C y la
sección transversal del capilar es 0,1 mm2. Si el mercurio llena
justamente el deposito a 0°C, cual es la longitud de la columna de
mercurio en el capilar a 50°C (coeficiente de dilatación lineal del
vidrio 5x10-6 / °C). (Ex. Final 2003-I).
(Coeficiente de dilatación cúbica del mercurio 1,82x10-4 /°C)
a) Sin considerar ladilación del vidrio,
b) Considerando la dilatación del vidrio
Rpta: a) 18 mm, b) 16,7 mm

11. Se tiene una cinta métrica de acero calibrada a 25ºC y con esta se mide una varilla
de aluminio, resultando 5 m de longitud. Si se realiza otra medición cuando ambas
están a 0ºC, halle la medida que se obtiene.

αacero = 11 x 10-6 ºC-1 , αalumino = 24 x 10-6 ºC-1.
Rpta. 4,99 m
12. Cuando la...