Termodinamica

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  • Publicado : 25 de febrero de 2011
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Para el caso de los líquidos, no tiene sentido hablar de coeficiente de dilatación lineal o superficial, ya que ellos no poseen forma propia. Solo existe el coeficiente de dilatación volumétrica.Supongamos que se quiera medir el coeficiente de dilatación real (βreal) de un determinado líquido. Para esto, se llena completamente un recipiente con el líquido a temperatura inicial θ0.
El volumeninicial de la probeta y del líquido es V0. Al calentarse el conjunto hasta la temperatura final θ, la probeta adquiere el volumen V y el líquido trasborda, porque el coeficiente de dilatación dellíquido es mayor que el de la probeta.
El volumen de líquido trasbordado, se llama dilatación aparente del líquido (ΔVAp).

La dilatación real (total) del líquido (ΔVreal) es la suman del volumen delíquido trasbordado (dilatación aparente ΔVap) con la dilatación del recipiente (ΔVrec), o sea:

Así, por ejemplo, si el recipiente aumentó su volumen en 1 cm3 (ΔVrec = 2 cm3) y el líquido trasbordó 3cm3 (ΔVap = 3 cm3), concluimos que la dilatación real del líquido fue >ΔVreal = 3 + 2 = 5 cm3.
La dilatación aparente (ΔVap) es la dilatación del recipiente (ΔVreal) son dilataciones volumétricas.Pero la dilatación real del líquido vale:

Sustituyendo las ecuaciones II, III y IV en la ecuación I tenemos:

Por tanto, el coeficiente de dilatación real del líquido es la suma del coeficientede dilatación aparente del mismo, con el coeficiente de dilatación volumétrica del recipiente.
El Caso del Agua
El agua es el líquido más común, sin embargo, su comportamiento en términos dedilatación térmica es una verdadera excepción.

Gráfico I

Gráfico II
El gráfico I muestra este comportamiento: de 0°C hasta 4°C el volumen del agua disminuye con el calentamiento. Solamente a partirde 4°C es que, con calentamiento, el agua aumenta su volumen (como sucede con los demás líquidos).
El gráfico II describe la variación de la densidad d del agua con la temperatura.
Como la...
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