Dilatación
La dilatación térmica es cuando las dimensiones de un cuerpo aumenta al elevar
su temperatura.
Esta se puede presenciar de tres distintas maneras, como: dilatación lineal, dilatación superficial y dilatación volumetrica.
La Dilatación Lineal es cuando aumentan las dimensiones lineales en un cuerpo, es
decir aumentan su longitud, su altura, su anchura o la dimensión de cualquier
otra línea que se imagine.
La formula para encontrar la dilatación lineal es la siguiente:
En la formula dada anterioremente tiene ya visible sus significados de las letras empleadas.
El coeficiente de dilatación tambien se puede encontrar de la siguiente manera:
α= Lf -Li/Li(Tf -To)
Para poder entender mejor la aplicación de esta formula veamos un ejercicio de dilatación lineal.
Marco, el herrero, debe calentar una barra de hierro para la base de una puerta que mide 5m de ancho y la barra se encuentra a 18°C
¿Cuál será la longitud de la barra al aumentar la Temperatura a 25°C
Primero se buscan los datos dados en el problema y luego despejemos:
Datos: Despeje:
ΔL= ?
Lo= 5m ΔT= Tf -To
ΔT=25°C-18°C ΔL=(11.7x10-6°C-1)(5m)(7°C)
ΔT=7°C
α= 11.7x10-6°C-1 ΔL=0.0004095 m
L=5.0004095m
L=5.0004095m
Ahora veamos el segundo tipo de dilatación:
La dilatación superficial.
La dilatación superficial.
Esta es el aumento del área de un objeto producido por una
variación de temperatura.
La formula de dilatación superficial es:
ΔS=β.So.ΔT
donde el significado de cada letra es:
ΔS= Dilatación superficial
β= Coeficiente de dilatación
So= Superficie inicial
ΔT=Vaiación de temperatura
El coeficiente de dilatación superficial también se puede encontrar de la siguiente manera:
β = 2α
β = Sf -Si / Si(Tf -To)
Para entender mejor la aplicación de esta formula se realizará un ejercicio de dilatación
superficial:
La plancha donde se asa la carne es de hierro en forma rectangular. Cuando esta fría queda desnivelada con la base que la soporta, pero al calentarse se dilata y se acomoda totalmente sobre dicha base. La temperatura en la que cocina la carne alcanza los 125°C y la temperatura del ambiente es de 38°C. Si a la temperatura ambiente la plancha mide 1m x 0.8 m.
¿Cuánto mide la superficie de la plancha a temperatura con que cocina la carne?
ΔS= ?
β= 23.4x10-6°C-1 ΔS=β.So.ΔT
ΔT= 125°C-30°C ΔS=(23.4x10-6°C-1)(0.8m2)(95°C)
ΔT=95°C
A=bxh ΔS= 0.0017784m
So= A=1m(0.8m)
S= 0.8017784m
S= 0.8017784m
Y por siguiente veamos
La Dilatacion Volumétrica
La Dilatacion Volumétrica
Es cuando al aumentarle su temperatura a un cuerpo sufre un
aumento en su volumen.
Cuya formula viene siendo:
ΔV=γ.Vo.ΔT
El significado de sus letras son:
ΔV=Dilatación volumetrica
γ=Coeficiente de dilatacion
Vo=Volumen inicial
ΔT=Variación de temperatura
El coeficiente de dilatación volumetrico también se puede encontrar de la siguiente manera:
γ = 3α
γ = Vf -Vi / Vi(Tf -To)
En seguida veremos un problema sobre dilatación volumetrica:
Yanesly coloca 1L de alcohol etílico (vino blanco) en la
estufa para calentarlo, ya que prepararía la cena de navidad; el alcohol estaba
a 15°C. Después de unos minutos, midió la temperatura y el termómetro marca 85°C.
Determina cuanto varia el volumen de alcohol. Convertir el volumen De litros a m3
1m3=1000L ΔV=γ.Vo.ΔT
Vo =1L=.0001m
γ=746x10-61/°C ΔV=0.000005222m3
ΔT=(85°C-15°C)=70°C
Vo =1L=.0001m
γ=746x10-61/°C ΔV=0.000005222m3
ΔT=(85°C-15°C)=70°C
Y por ultimo veamos un caso curioso, La dilatación irregular del agua.
Permite al agua un aumento en su volumen cuando la temp. Decrece de 4°C a 0°C
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