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Llamamos dilatación al cambio de dimensiones que experimentan los sólidos, líquidos y gases cuando se varía la temperatura, permaneciendo la presión constante. La mayoría de los sistemas aumentan sus dimensiones cuando se aumenta la temperatura.
Dilatación de los sólidos
La dilatación de los sólidos puede ser lineal, superficial o cúbica, según tenga lugar en una, dos o tresdimensiones.
La dilatación lineal es el aumento de la longitud que experimenta un cuerpo al ser calentado. Es aquella en la que predomina la variación en una (1) dimensión de un cuerpo, es decir: el largo. Ejemplo: dilatación en hilos, cabos y barras.
La dilatación superficial es el aumento de superficie que experimenta un cuerpo por efecto del calor. Es aquella en la que predomina la variación endos (2) dimensiones de un cuerpo, es decir: el largo y el ancho.
La dilatación cúbica es el aumento de volumen que experimenta un sólido al elevar su la temperatura.
Dilatación de los líquidos
Los líquidos se caracterizan por dilatarse al aumentar la temperatura, siendo su dilatación volumétrica unas diez veces mayor que la de los sólidos.
Esta propiedad es importante en la ingeniería,recordemos que los dos fluidos más importantes para un ingeniero son el agua y el aire, el primero prácticamente incompresible y el segundo sensiblemente compresible.
Como el líquido carece de forma propia, solo puede tener sentido hablar de dilatación cúbica, pues sus dimensiones dependen del recipiente que lo contiene, observándose un ascenso del nivel del fluido debido a que en general, los líquidosse dilatan más que los sólidas y en particular, que el vidrio.-
Dilatación de los Gases
La dilatación térmica de los gases es muy grande en comparación con la de sólidos y líquidos, y sigue la llamada ley de Charles y Gay-Lussac. Esta ley afirma que, a presión constante, el volumen de un gas ideal es proporcional a su temperatura absoluta.
Los gases se dilatan mucho menos que los sólidos y loslíquidos. Las variables de un gas son la presión, el volumen y la temperatura.
Al hacer variar la temperatura de un gas, se pueden producir los siguientes fenómenos:
El volumen varía si mantenemos la presión constante.
La presión varía manteniendo el volumen constante.
Los gases son mucho más dilatables que sólidos y líquidos. Si un gas aumenta de temperatura el movimiento de sus moléculasaumenta, pero si además está contenido en un recipiente; aumenta el choque 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. Escomo una dilatación cúbica puesto que aumenta el volumen.
2. Dilatación a Volumen Constante: El volumen permanece constante y aumenta la presión.
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.
Degradación de la energía
Unasformas de energía pueden transformarse en otras. En estas transformaciones la energía se degrada, pierde calidad. En toda transformación, parte de la energía se convierte en calor o energía calorífica.
Cualquier tipo de energía puede transformarse íntegramente en calor; pero, éste no puede transformarse íntegramente en otro tipo de energía. Se dice, entonces, que el calor es una forma degradadade energía. Son ejemplos:
La energía eléctrica, al pasar por una resistencia.
La energía química, en la combustión de algunas sustancias.
La energía mecánica, por choque o rozamiento.
Aunque la equivalencia entre la energía mecánica y la energía térmica es completa, hay una diferencia esencial entre las trasformaciones en los dos sentidos. Así es posible transformar fácilmente toda la...
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