DILATACIÓN DE LOS METALES

DILATACIÓN DE LOS METALES

Cuando un cuerpo recibe calor, sus partículas se mueven más deprisa, por lo que necesitan más espacio para desplazarse y, por lo tanto, el volumen del cuerpo aumenta . A este aumento de volumen se le llama dilatación.

¿En qué consiste la dilatación de los metales?

Según la teoría cinética las partículas que componen la materia se encuentran en constante movimiento, cuanto mayor es la temperatura del objeto más rápido se mueven estas partículas y cuanto menor es la temperatura más lento se mueven, por lo que se puede decir que la temperatura es la medida de la energía cinética de las partículas de un objeto.

Cuanto mayor sea la temperatura más rápido se moverán estas partículas y por lo tanto estarán más dispersas y alejadas las unas de las otras, esto provoca la dilatación del metal (aumenta su tamaño).

Una curiosidad: Cuando la energía cinética de un cuerpo es cero, es decir, sus partículas están totalmente quietas se dice que ha alcanzado el cero absoluto, la temperatura del objeto es 0 K (kelvin), que equivale a unos -273 grados centígrados más o menos.

El cual es de gran importancia tener en cuenta, para la hora de construir o estudiar algún material, así tendremos en cuenta cual es su grado de dilatación y que tanto puede afectar la construcción o el experimento cuando se somete a temperaturas extremas.

¿Por qué se dilatan las sustancias con la temperatura?

Cuando se da calor a un sólido se está dando energía a sus moléculas; éstas, estimuladas, vibran más enérgicamente. de manera que al aumentar la distancia entre molécula y molécula el sólido concluye por dilatarse.

Algunas aplicaciones:

La dilatación térmica puede aprovecharse. El aluminio, por ejemplo, se dilata dos veces más que el hierro. Si soldamos en una barra dos tiras paralelas de estos metales y la calentamos, la mayor dilatación del aluminio hará que la barra se doble hacia un lado; y si la enfriamos ocurrirá exactamente al contrario. Habremos fabricado así un termómetro que puede señalarnos las temperaturas y, en ciertos casos, un termostato.

Existen así muchos disyuntores, que cortan la corriente eléctrica, o aparatos que desencadenan algún otro proceso, cuando la temperatura llega a un punto crítico.

Dilatación térmica de sólidos y líquidos:

Experimentalmente se observa que todas las sustancias (salvo raras excepciones como el agua, el antimonio o el bismuto) se dilatan al aumentar la temperatura. Esta dilatación es normalmente pequeña en términos relativos.

|Cero absoluto |-273,15 |0 |

|Punto de fusión del hielo |0 |273,15 |

|Punto triple del agua |0,01 |273,16 |

|Punto ebullición del agua |100 |373,15 |

DILATACIÓN LINEAL

La expansión lineal de materiales es un cambio en la longitud de un material, ya sea su espesor, longitud de un lado, o diámetro, a causa de un cambio en la temperatura del material. Al haber cambio de temperatura en nuestro sólido, este a su vez gana energía térmica haciendo que los átomos del sólido se distancien cada vez más.

Se llama coeficiente de dilatación lineal de un cuerpo sólido al alargamiento que experimenta la unidad de longitud de este cuerpo, medida a Oo, cuando la temperatura se eleva 1o. Algunos coeficientes de dilatación, que son constantes cuando el cambio de temperatura es menor que 100°C Material α (°C-1) Acero1.1 x 10-5 Hierro1.2 x 10-5 Zinc 2.6 x 10-5 Aluminio 2.4 x 10-5 Latón 1.8 x 10-5 Cobre 1.7 x 10-5

DILATACIÓN LINEAL

La dilatación lineal es aquella en la cual predomina la variación en una única dimensión, o sea, en el ancho, largo o altura del cuerpo.

Para estudiar este tipo de dilatación, imaginemos una barra metálica de longitud inicial L0

...