Efectos De La Expansion Termica

INTRODUCCIÓN


Desde que el ser humano apareció por primera vez en la tierra se enfrentó al reto de construir un lugar en el cual le fuera más fácil desarrollarse plenamente, al principio fue el instinto el que lo llevo a buscar refugio en cuevas y protegerse con pieles que ellos mismos cazaban.

Mas tarde la razón los impulsó a desarrollar nuevas técnicas de construcción para mejorar elentorno, fue entonces cuando los observadores mas dedicados descubrieron que en nuestro mundo existen muchos factores que debemos tomar en cuenta al momento de crear algo nuevo en el entorno.

Con el paso del tiempo la Física ha tratado de entender y dar una verdadera explicación a estos fenómenos para poder aprovecharlos lo mejor posible y de ésta manera evitar los efectos negativos que podríancausar en nuestras creaciones.

Uno de los fenómenos más importantes a los que los seres humanos nos enfrentamos es la dilatación. No podemos simplemente realizar objetos de cierta medida esperando que permanezcan invariables a través del tiempo, pues esto no sucederá.

Los cambios en el clima y la temperatura son los principales causantes de este efecto y dado que no podemos hacer mucho paracambiar la temperatura de un lugar más bien debemos crear objetos que de alguna manera se adapten a estos cambios.

Al principio, sin duda, debió considerarse un efecto muy negativo para nuestra sociedad, pero poco a poco descubrimos maneras de lograr la adaptación de nuestras construcciones al clima, un claro ejemplo son los espacios entre las placas de cemento en una banqueta, o los espacios enlos puentes y en las vías del ferrocarril.

Pero además, hubo quienes no solo se limitaron a adaptar nuestras creaciones a este efecto, sino que también, invirtiendo su ingenio y conocimientos, revolucionaron su época al utilizarlo a su favor, creando nuevos dispositivos que funcionan a base de la dilatación, este sin duda fue un avance aun más grande.

Es desde entonces que surge laimportancia del fenómeno de la dilatación en la construcción de dispositivos de uso diario.

Pero ¿Cuál es la causa de la dilatación? ¿Cómo podemos definirla? Y lo mas importante, ¿Cuáles son los dispositivos en los que la utilizamos a nuestro favor?

Estas son algunas preguntas a las que se pretender dar respuesta en este trabajo.

DESARROLLO

Se denomina Dilatación o Expansión Térmica al aumentode longitud, volumen o alguna otra dimensión métrica que sufre un cuerpo físico debido al aumento de temperatura que se provoca en él por cualquier medio.
En un sólido las moléculas tienen una posición razonablemente fija dentro de él. Cada átomo de la red cristalina vibra sometido a una fuerza asociada a un pozo de potencial. Al absorber calor, la energía cinética promedio de las moléculasaumenta y con ella la amplitud media del movimiento vibracional. El efecto combinado de este incremento es lo que da el aumento de volumen del cuerpo. El coeficiente de dilatación cúbica de un sólido es la dilatación media que éste experimenta, por unidad de volumen, cuando su temperatura aumenta en 1ºC.
 
En los gases el fenómeno es diferente, ya que la absorción de calor aumenta la energía cinéticamedia de las moléculas lo cual hace que la presión sobre las paredes del recipiente aumente. El volumen final por tanto dependerá en mucha mayor medida del comportamiento de las paredes.
En un líquido la energía cinética de sus moléculas también aumenta al calentarse. Al moverse mas rápido las moléculas, se separan entre si, Así, la mayoría de los líquidos se expanden si se les calienta. Hay sinembardo una excepción a esta regla. Entre las temperaturas de 4ºC y 0ºC el agua se expande al enfriarse.
La dilatación tiene numerosas aplicaciones prácticas, la mayoría de las cuales se basa en la gran fuerza que se desarrolla por efecto de la dilatación.
 
Una de las más comunes la tenemos en la construcción de termómetros. El liquido contenido en el bulbo se dilata al calentarse, y...