Dilatación de los cuerpos

DILATACION LINEAL:

Los Cuerpos Solidos como los alambres, Las varillas y las barras de metal cuando Sirven para la construcción de edificios, casas, puentes etc. Al aumentar su temperatura sufren un aumento en cuanto a su longitud, a esto se le conoce como dilatación lineal.

·         La longitud inicial de un sólido en un metro se les aumenta 1 °C en su temperatura A Esta Cantidad se le conoce como coeficiente de dilatación lineal.

·         Para calcular la dilatación lineal de un sólido se utiliza la siguiente ecuación:

       a=L_f-L_i / Li (T_f-T_i)

·         Dónde:

a= es el Coeficiente.

L_f= longitud final del cuerpo (m)

L_i= longitud inicial del cuerpo (m)

T_f= temperatura final del cuerpo (°C)

T_i= temperatura inicial del cuerpo (°C)

·         En la Siguiente tabla podemos observar los valores del coeficiente de dilatación lineal:

SUSTANCIA	ᾳ (10-6   ͦC-1)	sustancia	ᾳ (10-6    ͦC-1)
Hormigón	12	Aluminio	25
Acero	11-12	Latón	19
Hierro	11.7	Poliestireno	85
Madera, en dirección paralela	32.66	Vidrio pyrex	3
Granito	8	Vidrio ordinario	9
Ladrillo	9	Agua	316.6
Hormigón	12	Gasolina	366.6
Cobre	14.0	Cinc	26.3

Dilatación superficial:

Es aquella en que  predomina la variación en dos dimensiones, osea, la variación del área del cuerpo. 

Para calcular la dilatación superficial de un cuerpo solido se utiliza la ecuación:

como las cantidades del coeficiente de dilatación son constantes y se expresan en tablas, podemos despejar la ecuación para calcular la superficie final del cuerpo.

SUSTANCIA	2 (10-6 ºC-1)	sustancia	2(10-6 ºC-1)
Hormigón	24	Aluminio	50
Acero	22-24	Latón	38
Hierro	23.2	Poliestireno	170
Fierro	10.0	Vidrio ordinario	18
cinc	52.6	Cobre	28

Dilatación volumètrica 

Es aquella en que predomina la variación en tres dimensiones, o sea, la variación del volumen del cuerpo.

Para calcular la dilatación volumetrica de una sustancia se utiliza la ecuación: 

Como las cantidades del coeficiente de dilatación son constantes y se expresan en tablas, podemos despejar la ecuación para calcular el volumen final del cuerpo.

SUSTANCIA	3(10-6ºC-1)	sustancia	3(10-6 ºC-1)
Hormigón	36	Aluminio	75
Acero	33-66	Latón	57
Hierro	66.9	Poliestireno	255
Madera, en dirección paralela a las fibras	96-198	Vidrio pyrex	9
Granito	24	Vidrio ordinario	27
Ladrillo	27	Agua	950
Hormigón	36	Gasolina	1100
Alcohol etílico	746

Dilatación irregular del agua:

Como los líquidos toman la forma del recipiente que los 

contiene, no se puede hablar que exista dilatación lineal o 

dilatación superficial. Estamos ante un caso de dilatación 

volumétrica y debemos considerar una dilatación total.

Como caso especial, tenemos al agua, ya que 

cuando se encuentra a temperaturas cercanas a su 

punto de congelación (0 °C), ya que con un 

incremento pequeño de temperatura esta se 

contrae 

y el proceso continúa hasta el omento justo en que 

alcanza 4°C.

Si la temperatura sigue aumentando, entonces le 

agua empieza a dilatarse en forma continua hasta 

el 

momento en que alcanza su punto de ebullición, el 

cual corresponde a 100°C.

Por la estructura cristalina del agua, esta aumenta 

de volumen por debajo de 0°C, y como es hielo 

macizo, al tener una mayor densidad que el agua, 

flota, tal y como se puede observar en los polos de 

la tierra.

Esto es de mucha importancia, ya que en las zonas 

geográficas de baja temperatura los lagos y mares 

tienden a congelarse en la superficie, esta capa 

sirve como protección para que la vida en el interior

 siga su ritmo, ya que conserva una temperatura

 adecuada para la fauna marina.

MECANISMO DE TRANSFERENCIA DE CALOR.

El calor es una forma de energía en movimiento.

El calor se debe a una transferencia de la energía cinética que poseen los cuerpos, para medir el calor se utiliza la caloría, y se sugiere la utilización del joule como una unidad de medida.

Joule

Para el sistema internacional de unidades J-(N)(m).

Para el CGS ergio – (dina) (cm).

Sus reacciones son:

1 cal= 4.187 joule.

1 joule= 0.24 cal.

1 joule=1x10⁷ ergios.

1BTU= 252 CAL.

1BTU= 1.055 Kj