Criogenica

DESARROLLA EN MEDIA CUARTILLA LOS SIGUIENTES TEMAS.
Dilatación en sólidos, líquidos y gases.

• Dilatación en sólidos.

La experiencia muestra que los sólidos se dilatan cuando se calientan y se contraen cuando se enfrían. La dilatación y la contracción ocurren en tres (3) dimensiones: largo, ancho y alto. A la variación en las dimensiones de un sólido causada por calentamiento(se dilata) o enfriamiento (se contrae) se denomina Dilatación térmica. La dilatación de los sólidos con el aumento de la temperatura ocurre porque aumenta la energía térmica y esto hace que aumente las vibraciones de los átomos y moléculas que forman el cuerpo, haciendo que pase a posiciones de equilibrio más alejadas que las originales. Este alejamiento mayor de los átomos y de las moléculas delsólido produce su dilatación en todas las direcciones.

• Dilatación en líquidos.

Como la forma de un fluido no está definida, solamente tiene sentido hablar del cambio del volumen con la temperatura. La respuesta de los gases a los cambios de temperatura o de presión es muy notable, en tanto que el cambio en el volumen de un líquido, para cambios en la temperatura o la presión,es muy pequeño. Los líquidos se caracterizan por dilatarse al aumentar la temperatura, siendo su dilatación volumétrica unas diez veces mayor que la de los sólidos.
• Dilatación en gases.
Los gases son mucho más dilatables que sólidos y líquidos.  Si un gas aumenta de temperatura el movimiento de sus moléculas aumenta, pero si además está contenido en un recipiente; aumenta elchoque continuado de esas moléculas con las paredes del recipiente provocando un aumento de presión. Por tanto hay que tener en cuenta: temperatura, volumen y presión.  Se pueden considerar tres casos:
1.     Dilatación a Presión constante: la presión permanece constante y el aumento de temperatura produce un aumento de volumen.  Es como una dilatación cúbica puesto que aumenta el volumen.  Tendrá sucoeficiente de dilatación  de un gas a presión constante y será el aumento que experimenta la unidad de volumen, cuando la temperatura aumenta un grado centrifugado. Por tanto para hallar el volumen de un gas a t grados basta con multiplicar el volumen que tiene a 0 grados por el binomio de dilatación.
2.     Dilatación a Volumen Constante: El volumen permanece constante y aumenta lapresión. Será coeficiente de dilatación de un gas a volumen constante, el aumento de presión que experimenta la unidad de volumen al aumentar su temperatura en un grado centígrado.
3.     Varían la presión y el volumen: aquí se aplica la ley de Boyle-Mariotte que dice que si la temperatura de un gas permanece constante, el volumen que ocupa está en razón inversa de la presión que sobre él actúa. Ver gasesperfectos.
Comprender la dilatación anómala del agua y en que circunstancias se da.
La experiencia nos dice que, cuando calentamos un cuerpo, se dilata y, cuando lo enfriamos, se contrae. Pero con el agua esto no sucede así. Cuando el agua se congela, se dilata. Es decir, aumenta de volumen: una masa de hielo tiene mayor volumen que la misma masa de agua. Este hecho se denomina dilatación anómaladel agua.
La densidad del agua varía con la temperatura, de forma que la densidad máxima (1 g/cm3) corresponde al agua líquida a una temperatura de 3,98 ºC. El hielo es menos denso. También es menos densa el agua más caliente.
La dilatación anómala del agua es muy importante en los ecosistemas acuáticos. En un lago de montaña, por ejemplo, al llegar el invierno, el agua se congela. Pero como elhielo flota, solamente se congela una delgada capa de agua, que queda en la superficie. El agua por debajo está muy fría, pero el hielo la aísla de las bajas temperaturas del exterior y, así, no llega a congelarse. Gracias a esto, las plantas y los animales acuáticos pueden sobrevivir en invierno. En la hidrosfera, normalmente, siempre hay agua líquida bajo el hielo.
Explique que es la...