Fisica.

La definición de dilatación es relativamente sencilla:

Al variar la temperatura de un objeto, el tamaño varía. Si la temperatura aumenta, el tamaño aumenta, y viceversa.

Se ha calculado que el aumento de tamaño depende solamente de la diferencia de temperaturas a las que se somete al objeto, del tamaño inicial y del material del cual está hecho.

Por supuesto, al aumentar de tamaño, aumenta todo el objeto al mismo tiempo. Es decir que una caja de aluminio, aumentaría tanto el largo como el alto como el ancho.

Cada una de estas magnitudes (largo, alto, ancho) está definida como "magnitudes lineales", por lo que el cambio de tamaño de algo lineal se llama "Dilatación Lineal".

Según la fórmula que propusimos, el aumento sería:

Aumento = Tamaño inicial * Dif. de temperaturas * algo más

Lo importante es que ese "algo más" vale siempre lo mismo para cada sustancia, y se lo conoce como "coeficiente de dilatación lineal", usualmente se anota con la letra alfa griega (aquí lo pondremos como "a"). La diferencia de temperaturas (Temp. final - Temp. inicial) la llamaremos DT, y el aumento de tamaño sería Longitud final - Longitud inicial, es decir:

Lf - Li = Li * DT * a

Si pasamos el Li sumando y sacamos factor común, aparece la fórnula que segramente ya conoces:

Lf = Lo ( 1 + Dt * a)

Ahora bien, las superficies también aumentan. Piensa en una plancha de metal. Al calentarla, aumenta el largo Y el ancho. La superficie, por lo tanto, también aumenta, porque S = largo * ancho. Si hacemos la fórmula (cuidado con esta, es muy fea), queda:

Sf = Ancho final * Largo final

Sf = Af * Lf

Sf = Ai ( 1+ a*DT) * Li (1 + a*DT)

Sf = Ai*Li * (1 + 2*a*DT + a^2*DT^2)

Pero Ai*Li = Si (superficie inicial), y por otro lado, a*DT es un valor muy pequeño, si lo elevamos al cuadrado queda demasiado pequeño como para que importe. Por eso mismo, lo sacamos de la ecuación:

Sf = Si (1 + 2*a*DT)

Ese 2*alfa se llama Coeficiente de Dilatación Superficial, y se anota con la letra griega beta.

Si pensamos en volúmenes, hacemos lo mismo, pero multiplicando 3 veces, largo x alto x ancho. La fórmula quedaría:

Vf = Vi (1 + 3*a*DT), en este caso no hicimos todo el desarrollo, porque es igual de feo que antes :p

Pero aparece el 3*alfa, que se llama Coeficiente de Dilatación Volumétrica, y se anota con la letra griega gamma.

Entonces, resumiendo: la dilatación es el nombre que se le da al aumento o disminución de tamaño de los objetos con la temperatura. Dependiendo si lo que estamos midiendo es una longitud, superficie o volumen, la dilatación es llamada Lineal, Superficial o Volumétrica.

Un detalla extra: el gamma de los gases siempre mide lo mismo, no hay que calcularlo:

g = 1 / 273ºC

dilatacion: Es el aumento del volumen q experimentan los cuerpos cuando aumentan su temperatura por efecto del calor. Los cuerpos, salvo raras excepciones, se dilatan al calentarse y se contraen al enfriarse. Para ello basta calentar o enfriar diversos cuerpos y observar lo que ocurre.

Este fenómeno se explica debido a que los átomos de un cuerpo solido se encuentran distribuidos en forma regular y vibran con una determinada AMPLITUD de acuerdo a la temperatura del cuerpo. Al aumentar la temperatura, la amplitud de las vibraciones de los átomos se incrementa dando origen a una separación de los átomos y por consiguiente a un aumento de las dimensiones del cuerpo.

Las aplicaciones de la dilatación de los cuerpos son diversas pero especial importancia cobran en las construcciones.

La dilatación se produce en todas sus dimensiones (largo, ancho y alto), Sin embargo de acuerdo a las características dimensionales de los cuerpos, en practica se acostumbran a hacer distinciones entre dilatación lineal, dilatación superficial y dilatación cubica.

Dilatación lineal: Es el aumento de longitud que experimenta ciertos cuerpos, la dimensión predominante es el largo cuando aumenta su temperatura. EJ: las varillas, rieles, tubos, vigas, etc. La dilatación lineal de un cuerpo solido depende de 3 factores:

a) La longitud inicial del cuerpo (li): el aumento de longitudes directamente proporcional al largo inicial del cuerpo. Es decir, mientras más largo es el cuerpo originalmente, mayor es su aumento de longitud.

b) El aumento de la temperatura ( ): el aumento de longitud también es directamente proporcional al aumento de temperatura del cuerpo

c) El coeficiente de dilatación lineal ( ): El aumento de longitud depende del material el cual está construido un cuerpo, es decir, de su naturaleza. cada material tiene determinado valor de coeficiente de dilatación lineal y se define: Coeficiente de dilatación lineal es la dilatación media q experimenta un sólido, por unidad de longitud cuando su temperatura aumenta en 1°C

su definición matemática es:

si queremos calcular el aumento de longitud de un sólido aplicamos la formula:

La Longitud final de un sólido es:

Dilatación superficial: Si se aplica calor a cuerpos q tienen 2 dimensiones predominantes, es decir, largo y ancho como por EJ. Planchas o laminas de cualquier material, se produce en ellas una dilatación significativa en dichas dimensiones predominantes, lo q implica un aumento en el área de su superficie. Formula:

entonces:

En q A es el área de la superficie de un cuerpo

es la dilatación superficial

Dilatación volumetrica: Este tipo de dilatacion ocurre en los cuerpos en que sus 3 dimenciones son claramente significativas, por lo tanto al aplicarles calor sufren un aumento de volumen.

CALORIMETRIA:

es la parte de la termodinamica q nos enseña como medir la cantidad de calor q un cuerpo cede o absorbe en un proceso termico. Ya conocidas como el JOULE o el ERGIO tambien se pueden medir las unidades llamadas CALORIA (CAL) y KILOCALORIA (Kcal) a las q se les da el nombre de unidades caloricas de energia. Unamisma cantidad de calor tiene efectos distintos sobre distinta cantidad de matira (masa del Cuerpo M) yse manifiesta en la variacion de temperatura q sufren los cuerpos. SE DEFINE:

Una caloria es la cantidad de calor q deve ceder o absorber un gramo de agua para q su temperatura varie entre 14,5°C y 15,5°C

CALOR ESPECIFICO: La cantidad de calor q cede o absorve un cuerpo depende tambien del material o sustancia del q este constituido el cuerpo.

Calor especifico de una sustancia es la cantidad de calor q es cedida o absorbida por un gramo de dicha sustancia para q su temperatura varie

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