Dilatacion

Los cambios de temperatura afectan el tamaño de los cuerpos, pues la mayoría de ellos se dilatan al calentarse y se contraen si se enfrían. Los gases se dilatan mucho más que los líquidos, y éstos más que los sólidos.

Expansión térmica • Experimentalmente se observa que todas las sustancias (salvo raras excepciones como el agua, el antimonio o el bismuto) se dilatan (aumentan de volumen) al aumentar la temperatura. • Esta dilatación es normalmente pequeña en términos relativos. • Sin embargo, es un fenómeno que hay que considerar en arquitectura e ingeniería. En la práctica, deben colocarse juntas de dilatación térmica a la hora de diseñar edificios, puentes, vías de ferrocarril, etc. para compensar los cambios de tamaño que se producen por efectos de variación en la temperatura. • Si la expansión es pequeña en comparación con las dimensiones originales del objeto, el cambio en cualquier dimensión, en primera aproximación, es proporcional a la variación en temperatura. Tenemos por tanto una relación lineal.

Si un varilla de metal, se somete a altas temperaturas, su longitud se alarga debido a que aumenta la energía cinética de las moléculas que la conforman y se expanden. Si la temperatura disminuye, las moléculas vuelven a su estado original y en consecuencia, la varilla se DILATA.

 Dilatación Lineal en una dimensión, longitud.

Los metales son los mejores conductores del calor mientras que los plásticos y las maderas son los peores.

Debido a que el incremento de longitud L es proporcional a Lo y a T, entonces L es proporcional a Lo T. De donde:

L Lo T La constante de proporcionalidad a se llama Coeficiente de Dilatación Lineal. El coeficiente de dilatación lineal es el cambio de longitud de un cuerpo por cada grado de aumento de la temperatura. El aluminio estira dos veces más que el acero cuando como respuesta a cambios de temperatura equivalentes.

L Lo T

( Lo T ) L L Lo ( Lo T ) L Lo ( Lo T ) Por lo que se concluye que el Coeficiente de dilatación lineal es:

L

Lo (1

Lo T )

La dilatación superficial es el aumento del área de un cuerpo debido al incremento de temperatura. La dilatación superficial se expresa mediante la relación:

A

Ao(1 2

T)

Donde “A” es el área final, y “Ao” es el área inicial. De manera que el coeficiente de dilatación de área, es el doble que el coeficiente de expansión lineal.

 Dilatación Superficial, el cuerpo aumenta en dos dimensiones, largo y ancho.

Por eso las veredas y pistas presentan espacios libres unas con otras para no sobreponerse entre ellas por efecto de la dilatación.

Es la dilatación en el cual, las partículas de un cuerpo, se expanden o contraen el las tres dimensiones: largo, ancho y espesor, es decir, volumétricamente.

 Dilatación Volumétrica, ocurre en tres dimensiones y se producen en cuerpos en estado: a) Líquidos

b) Sólidos

Deducida de forma similar al proceso seguido con la expansión superficial, la relación entra la temperatura y el cambio de volumen de un cuerpo esta dada por la fórmula:

V

Vo(1 3

T)

El coeficiente térmico de expansión de volumen es 3 veces el coeficiente de dilatación lineal, α .

En conclusión la dilatación es.........