Fisica

COLEGIO OFELIA URIBE DE ACOSTA

Física

Termodinámica

Preparado por
WALTERO LONDOÑO RICHARD

Bogotá, Colombia
2012
DILATACION
En un cuerpo sólido, un trozo de metal por ejemplo, los átomos se encuentran en constante movimiento vibratorio alrededor de sus puntos de equilibrio. Cuando se incrementa la temperatura del cuerpo, aumenta la vibración de los átomos y, por consiguiente, seintensifica también la distancia entre ellos, ocasionando la dilatación del cuerpo.
Todos los cuerpos materiales (sólidos, líquidos y gaseosos) experimentan una dilatación de su volumen cuando aumenta su
Temperatura Interna. Dependiendo de la sustancia, cada una posee diferente comportamiento, el cual se registra con un
Coeficiente de dilatación específico para cada material. A excepción de losgases (cuyo caso particular se da en la pág. 91), se
Presentan tres tipos de dilatación para cuerpos sólidos y líquidos:
DILAATACION LINEAL
Es el Incremento de la longitud (1adimensión) de un cuerpo en forma de barra' por su aumento interno de temperatura. Se llama Coeficiente de Dilatación Lineal (K) al Incremento de. Longitud que experimenta la unidad de longitud al aumentar su temperatura en1°C.
El coeficiente de dilatación lineal, designada por αL, para una dimensión lineal cualquiera, se puede medir experimentalmente comparando el valor de dicha magnitud antes y después de cierto cambio de temperatura como:

Donde, es el incremento de su integridad física cuando se aplica un pequeño cambio global y uniforme de temperatura a todo el cuerpo. El cambio total de longitud de ladimensión lineal que se considere, puede despejarse de la ecuación anterior:
Lf = L0 [ 1 + a L ( T f – T0 )
Donde:
α=coeficiente de dilatación lineal [°C-1]
L0 = Longitud inicial
Lf = Longitud final
T0 = Temperatura inicial.
Tf = Temperatura final

DILATACION SUPERFICIAL

Es el incremento del área (2da dimensión) de un1 cuerpo en forma plana por su aumento interno de t2mperatura. Se llamaCoeficiente de Dilatación Superficial (Ks) al incremento del área que experimenta la unidad de superficie al aumenta'" su temperatura en 1°C. Su fórmula es:
Los lados de una placa sufren dilataciones lineales, provocando una dilatación superficial cuando aumenta su temperatura. Esto se observa en aquellos cuerpos en los que una de sus dimensiones es mucho menor quelas otras dos, por ejemplo enchapas, láminas y espejos, etc.
El coeficiente de dilatación superficial Ks es igual al doble del
Coeficiente de dilatación lineal del mismo material, o sea Ks = 2K

K = ___A f_- A0____:.
A0 ( Tf - To

Af = A0 [1 + 2 K. (Tf - T0 )]
Af = area final
A0= área inicial
Tf = temperatura final
T0 = temperatura inicial
DILATACION CUBICA
Es el incremento del volumen (3radimensión) de un cuerpo en forma de un sólido geométrico por Su aumento interno de temperatura. Se llama Coeficiente de Dilatación Cúbica (Kc) al incremento del volumen que Experimenta la unidad de volumen al aumentar su Temperatura en 1°C. Su fórmula es:

Vf= Vo [1+ β (Tf-To)]

Vf =volume final
V0 = volumen inicial
F Tf = temperatura final
T0 = temperatura inicial

Kc = __Vf - Vo_____Vo. (Tf - To)

Problema de dilatación cubica

Una barra de aluminio de 0.01 m3 a 16° C, se calienta a 44 ° C. Calcular: a) ¿Cuál será el volumen final? b) ¿Cuál fue su dilatación cúbica?

Datos Fórmula
β = 67.2 x 10-6 °C-1 Vf = Vo[1+ β (Tf-To)]
Vo = 0.01 m3
To = 16°C Sustitución:
Tf= 44°C Vf = 0.01 m3 [1+67.2 x 10-6 °C-1A) Vf=? (-4°C-16°C).
b) ΔV =? VF = 0.0100188 m3.
ΔV = Vf-Vo = 0.0100188 m3 – 0.01 m3 = 1.88 x 10-5 m3.

CAMBIOS DE ESTADO

En física y química se denomina cambio de estado a la evolución de la materia entre varios estados de agregación sin que ocurra un cambio en su composición. Los tres estados más estudiados y...