DILATACION

INTRODUCCION

El presente trabajo es acerca de la dilatación y de la termodinámica tiene como fin agrandar nuestro conocimiento sobre este tema y hacernos conocer las diferentes transiciones de longitudes por medio de las variaciones de temperatura.

Con la terminación del trabajo sabremos el significado de la palabra dilatación y algunas de las aplicaciones en la vida diaria.

OBJETIVOS

• Conocer que es dilatación.

• Conocer el concepto de dilatación en los líquidos, sólidos y gases.

• conocer algunas aplicaciones de la dilatación en la vida diaria.

• Conocer el por qué de los cambios que experimentan algunos sistemas al exponerlos al calor.

• Ver la reacción de un cuerpo al someterlo al calor.

La segunda ley de la termodinámica

El calor fluye espontáneamente de los cuerpos calientes a los fríos y el proceso puede utilizarse para realizar trabajo. Debe suministrarse energía para tomar calor de un cuerpo frío y llevarlo a uno más caliente.

La segunda ley de la termodinámica da una definición precisa de una propiedad llamada entropía. La entropía puede considerarse como una medida de lo próximo o no que se halla un sistema al equilibrio; también puede considerarse como una medida del desorden (espacial y térmico) del sistema. La segunda ley afirma que la entropía, o sea, el desorden, de un sistema aislado nunca puede decrecer. Por tanto, cuando un sistema aislado alcanza una configuración de máxima entropía, ya no puede experimentar cambios: ha alcanzado el equilibrio. La naturaleza parece pues `preferir' el desorden y el caos. Puede demostrarse que el segundo principio implica que, si no se realiza trabajo, es imposible transferir calor desde una región de temperatura más baja a una región de temperatura más alta.

El segundo principio impone una condición adicional a los procesos termodinámicos. No basta con que se conserve la energía y cumplan así el primer principio. Una máquina que realizara trabajo violando el segundo principio se denomina “móvil perpetuo de segunda especie”, ya que podría obtener energía continuamente de un entorno frío para realizar trabajo en un entorno caliente sin coste alguno. A veces, el segundo principio se formula como una afirmación que descarta la existencia de un móvil perpetuo de segunda especie.

La dilatación

Se define como el aumento de tamaño de los materiales, a menudo por efecto del aumento de temperatura. Los diferentes materiales aumentan más o menos de tamaño, y los sólidos, líquidos y gases se comportan de modo distinto.

Cuando un determinado cuerpo recibe calor, las partículas del cuerpo se mueven de una forma más rápida, es por esto que necesitan más espacio para su desplazamiento, por lo que el volumen del cuerpo aumenta.

¿POR QUÉ SE DILATAN LAS SUSTANCIAS CON LA TEMPERATURA?

La temperatura no es más que la expresión del grado de agitación de las partículas o moléculas de una sustancia. Cuando se da calor a un sólido se está dando energía a sus moléculas; éstas, estimuladas, vibran más enérgicamente. Es cierto que no varían de volumen; pero se labran un espacio más grande para su mayor oscilación, de manera que al aumentar la distancia entre molécula y molécula el sólido concluye por dilatarse. La fuerza que se ejerce en estos casos es enorme.

DILATACIÓN DE LOS SÓLIDOS.

Casi todos los sólidos se dilatan cuando se calientan, e inversamente se encogen al enfriarse. Esta dilatación o contracción es pequeña, pero sus consecuencias son importantes.

Cualquiera que observe, lo que sucede a su alrededor, se da cuenta que muchos materiales se hacen más grandes cuando su temperatura se eleva. La descripción e la temperatura en términos del movimiento molecular aclaran este fenómeno. Algunos cuerpos llegan a romperse, debido a las deformaciones resultantes de la dilatación térmica.

Puesto que a un aumento de temperatura corresponde un aumento de longitud, y no solo eso, sino que a un aumento de temperatura doble, corresponde a un aumento de longitud doble, y así sucesivamente.

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, la amplitud del movimiento dentro de dicho pozo dependerá de la energía total de átomo o molécula. Al absorber calor, la energía cinética promedio de las moléculas aumenta y con ella la amplitud media del movimiento vibracional (ya que la energía total será mayor tras la absorción de calor). El efecto combinado de este incremento es lo que da el aumento de volumen del cuerpo.

DILATACIÓN DE LOS LÍQUIDOS

Para los líquidos, el coeficiente de dilatación cúbica (cambio porcentual de volumen para un determinado aumento de la temperatura) también puede encontrarse en tablas y se pueden hacer cálculos similares. Los termómetros comunes utilizan la dilatación de un líquido, por ejemplo, mercurio o alcohol, en un tubo muy fino (capilar) calibrado para medir el cambio de temperatura.

Dilatación aparente: En realidad, cuando se calienta el líquido contenido en un recipiente, también se dilata el recipiente, de modo que a la dilatación que observamos es la dilatación aparente del líquido.

Dilatación verdadera: Es la suma de la dilatación aparente más la del recipiente.

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 (un ente teórico que se aproxima al comportamiento de los gases reales) es proporcional a su temperatura

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