Coeficientes de dilatacion

Coeficiente de dilatación lineal de algunos de los materiales más usuales.

Sólidos

Material α ( ° C-1 )

Concreto | 0.7 – 1.2 x 10-5 |
Plata | 2.0 x 10-5 |
Oro | 1.5 x 10-5 |
Invar | 0.04 x 10-5 |
Plomo | 3.0 x 10-5 |
Zinc | 2.6 x 10-5 |
Hielo | 5.1 x 10-5 |
Aluminio | 2.4 x 10-5 |
Latón | 1.8 x 10-5 |
Cobre | 1.7 x 10-5 |
Vidrio | 0.4 – 0.9 x10-5 |
Hierro | 1.2 x 10-5 |
Cuarzo | 0.04 x 10-5 |
Acero | 1.2 x 10-5 |

Líquidos ß ( ° C-1 )

Glicerina | 5.1 x 10-5 |
Alcohol etílico | 7.5 x 10-5 |
Mercurio | 1.8 x 10-5 |
Bisulfuro de carbono | 11.5 x 10-5 |
Agua (20 ° C ) | 2.0 x 10-5 |

Algunos coeficientes de dilatación, que son constantes cuando el cambio de temperatura es menor que 100°C |
Material| α (°C-1) |
Hormigón | 2.0 x 10-5 |
Acero | 1.1 x 10-5 |
Hierro | 1.2 x 10-5 |
Plata | 2.0 x 10-5 |
Oro | 1.5 x 10-5 |
Invar | 0,04 x 10-5 |
Plomo | 3.0 x 10-5 |
Zinc | 2.6 x 10-5 |
Aluminio | 2.4 x 10-5 |
Latón | 1.8 x 10-5 |
Cobre | 1.7 x 10-5 |
Vidrio | 0.7 a 0.9 x 10-5 |
Cuarzo | 0.04 x 10-5 |
Hielo | 5.1 x 10-5 |
Diamante | 0.12 x 10-5 |
Grafito | 0.79 x10-5 |

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Coeficientes de dilatación (GIE)
De Laplace
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Contenido[mostrar] * 1 Introducción * 2 Coeficiente de dilatación lineal * 3 Otros coeficiente de dilatación * 3.1 Superficial * 3.2 Volumétrico * 3.3 Variación en la densidad * 4 Caso de un gas ideal * 5Anomalía térmica del agua |
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1 Introducción
Una de las propiedades termométricas de uso más frecuente es la dilatación o contracción de una columna de un líquido (mercurio o alcohol) o de una fina metálica.
Estos termómetros se basan en el hecho empírico de que la longitud de una porción de material cambia con la temperatura (normalmenteexpandiéndose al aumentar ésta). La causa microscópica de este fenómeno es la variación de la energía cinética de los átomos del material, lo que provoca un cambio en las distancias de equilibrio entre los diferentes átomos, y que se traduce en una dilatación (o contracción) macroscópica.
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2 Coeficiente de dilatación lineal
Considerando solo variablesmacroscópicas, la longitud de una porción de material será una función de la temperatura

donde en general esta función podrá ser muy complicada.
Si consideramos pequeñas dilataciones de una pieza respecto a la longitud L0 que mide cuando la temperatura es t0, tenemos que en primera aproximación la dilatación de una pieza es proporcional a la propia longitud de la pieza, es decir, si una barra de1 m se dilata 1&thinp;mm, una de 2 m s dilatará 2 mm. Por ello

siendo f(tC) una cierta función de la temperatura, pero no de la longitud de la pieza. Esta función se anula en t0 y si nos separamos poco de esta temperatura podemos hacer una aproximación lineal y admitir que la dilatación es proporcional al incremento de temperatura (si con un incremento de 1°C se dilata 1 mm, con 2°C sedilata 2 mm), por lo que podemos escribir

o, equivalentemente

y

El factor α es el denominado coeficiente de dilatación lineal. Rigurosamente se define empleando derivadas en lugar de incrementos

Las unidades en que se mide α en el SI son K − 1 (aunque, dado que se define a partir de incrementos, también pueden emplearse : normalmente es un valor muy pequeño, por lo que suelen usarsesubmúltiplos para expresarlo.
El coeficiente de dilatación lineal es una función de la temperatura, ya que se calcula a partir de la derivada en un cierto punto tC = t0. Si se halla a una temperatura diferente dará otro resultado (aunque si las temperaturas son próximas, los dos valores serán casi iguales).
Algunos valores de este coeficiente son
Material |
a 20°C | Material |
a...