Fisica 2 elasticidad y dilatacion

DILATACIÓN TÉRMICA



• Objetivo

✓ Determinar el coeficiente de dilatación de diferentes materiales.

• Fundamento teórico

Dilatación térmica

Se denomina dilatación alcambio de longitud, volumen o alguna otra dimensión métrica que sufre un cuerpo físico debido al cambio de temperatura que se provoca en ella por cualquier medio. Cuando la temperatura de un cristalvaria, se produce un cambio en sus dimensiones (dilata o contrae), y a menudo deforma, que se conoce como dilatación térmica. Cuando se recupera la temperatura inicial, se recuperan las dimensiones y laforma, y por tanto, el fenómeno es reversible. Un incremento de temperatura implica, normalmente, un aumento de las distancias interatómicas (y por tanto, una dilatación) debido al incremento de lavibración térmica de cada uno de los átomos. Si imaginamos un sistema sencillo formado por dos átomos enlazados, y los centros de los átomos se encuentran a una distancia determinada d0. Al aumentar latemperatura, los átomos vibran alrededor de posiciones de equilibrio, y por tanto, la distancia promedio entre los dos centros (d1) es mayor y el sistema dilata. En la figura, para simplificación se harepresentado una vibración esférica alrededor del centro, por bien que en realidad no tiene esta forma). Intuitivamente, es fácil imaginar que a mayor temperatura, más amplia es la vibración, y másgrande la distancia entre los átomos, y por consecuencia mayor la dilatación.

Dilatación lineal

El coeficiente de dilatación lineal, designada por αL, para una dimensión lineal cualquiera, sepuede medir experimentalmente comparando el valor de dicha magnitud antes y después de cierto cambio de temperatura como:













Donde ΔL, es el incremento de su integridad físicacuando se aplica un pequeño cambio global y uniforme de temperatura ΔT a todo el cuerpo. El cambio total de longitud de la dimensión lineal que se considere, puede despejarse de la ecuación anterior:...