dilatacion tablas termodinamica
AGUA 2,2×109 Pa (este valor aumenta a mayores presiones)
AIRE 1,42×105 Pa (módulo de compresibilidad adiabático)
AIRE 1,01×105 Pa (módulo de compresibilidad isotérmico)
ACERO 160×109 Pa
ALUMINIO 73×109 Pa
BRONCE 88×109 Pa
COBRE 110×109 Pa
CRISTAL 35×109 a 55×109 Pa
DIAMANTE 442×109 Pa
GOMA (CAUCHO) 4,1×109 Pa (aproximado)
HELIO SOLIDO5×107 Pa (aproximado)
NIQUEL 18×109 Pa
PLOMO 50×109 Pa
DILATACION LINEAL,
El coeficiente de dilatación es el cociente que mide el cambio relativo de longitud o volumen que se produce cuando un cuerpo sólido o un fluido dentro de un recipiente cambia de temperatura provocando una dilatación térmica. De forma general, durante una transferencia de calor, la energía que está almacenada enlos enlaces intermoleculares entre dos átomos cambia . Cuando la energía almacenada aumenta, también lo hace la longitud de estos enlaces. Así, los sólidos normalmente se expanden al calentarse y se contraen al enfriarse, este comportamiento de respuesta ante la temperatura se expresa mediante el coeficiente de dilatación térmica (típicamente expresado en unidades de °C-1):
La dilatación lineales aquella en la cual predomina la variación en una única dimensión, o sea, en el ancho, largo o altura del cuerpo.
Para estudiar este tipo de dilatación, imaginemos una barra metálica de longitud inicial L0 y temperatura θ0.
Si calentamos esa barra hasta que la misma sufra una variación de temperatura Δθ, notaremos que su longitud pasa a ser igual a L (conforme podemos ver en la siguientefigura):
Matemáticamente podemos decir que la dilatación es:
Pero si aumentamos el calentamiento, de forma de doblar la variación de temperatura, o sea, 2Δθ, entonces observaremos que la dilatación será el doble (2 ΔL).
Podemos concluir que la dilatación es directamente proporcional a la variación de temperatura.
Imaginemos dos barras del mismo material, pero de longitudes diferentes. Cuandocalentamos estas barras, notaremos que la mayor se dilatará más que la menor.
Podemos concluir que, la dilatación es directamente proporcional al larco inicial de las barras.
Cuando calentamos igualmente dos barras de igual longitud, pero de materiales diferentes, notaremos que la dilatación será diferentes en las barras.Podemos concluir que la dilatación depende del material (sustancia) de labarra.
De los ítems anteriores podemos escribir que la dilatación lineal es:
Donde:L0 = longitud inicial.L = longitud final.ΔL = dilatación (DL > 0) ó contracción (DL < 0)Δθ = θ0 – θ (variación de la temperatura)
α = es una constante de proporcionalidad característica del material que constituye la barra, denominada como coeficiente de dilatación térmica lineal.De las ecuaciones I y IItendremos:
La ecuación de la longitud final L = L0 (1 + α . Δθ), corresponde a una ecuación de 1º grado y por tanto, su gráfico será una recta inclinada, donde:
L = f (θ) ==> L = L0 (1 + α . Δθ).
Observaciones:Todos Los coeficientes de dilatación sean α, β ou γ, tienen como unidad:
(temperatura)-1 ==> ºC-1
En un sólido las dimensiones son tres, pero si predomina sólo el largo sobre elancho y el espesor o altura, como ser una varilla o un alambre, al exponerse a la acción del calor habrá un incremento en la longitud y no así en el ancho y espesor llamada dilatación lineal. Se ha demostrado en un laboratorio de Física al utilizar varillas de igual longitud y de distintas sustancias (hierro, aluminio, cobre) que el incremento en su largo (ΔL) es diferente, dependiendo así de lanaturaleza del material.
El Coeficiente de dilatación lineal (α) es el cociente entre la variación de longitud (ΔL) de una varilla y el producto de su longitud inicial (Li) por la variación de la temperatura (ΔT)
α = ΔL / Li . ΔT y se mide en (1/ºC)
En donde el incremento o variación de la longitud (ΔL) será la diferencia entre la longitud final (Lf) y la longitud inicial (Li) de la varilla:...
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