Fisica II 2020 8 Dilatación térmica

Dilatación térmica

1. DILATACIÓN TÉRMICA Física II Bloque II Termología Cuarto cuatrimestre

2. Dilatación Térmica Se llama dilatación térmica al aumento de longitud, volumen o alguna otra dimensión métrica que sufre un cuerpo debido al aumento de temperatura. Esto ocurre debido a que cuando un cuerpo aumenta su temperatura, las partículas se mueven más deprisa, por lo que necesitan más espacio para desplazarse.

3. Dilatación lineal Experimentalmente se ha comprobado que al aumentar la temperatura de una barra, aumenta su longitud y que dicho aumento ( ΔL ) es proporcional a su longitud inicial ( Li ) y al aumento de su temperatura ( Δt ). Esto es: Donde:

4. Se define al coeficiente de dilatación lineal α como el alargamiento por unidad de longitud de un material, para una variación de temperatura de 1 °C

5. Dilatación superficial Los lados de una placa sufren dilataciones lineales, provocando una dilatación superficial cuando aumenta su temperatura. Esto se observa en aquellos cuerpos en los que una de sus dimensiones es mucho menor que las otras dos, por ejemplo en chapas, láminas y espejos, entre otros.

6. La fórmula de dilatación superficial es: Donde: El coeficiente de dilatación superficial de una lámina, que se dilata en la misma proporción a lo largo y lo ancho, se puede obtener multiplicando el coeficiente de dilatación lineal por dos

7. El coeficiente de dilatación superficial se define como la variación de la superficie de una placa, por unidad de área, cuando hay un aumento en la temperatura de 1 °C.

8. Ejemplo Una lámina cuadrada de aluminio de 15 cm. de lado se calienta aumentando su temperatura en 100 ºC . ¿Cuál es la variación de su superficie?

9. Dilatación volumétrica Donde

10. El coeficiente de dilatación volumétrica de un sólido; que se dilata igualmente en todas direcciones, se puede obtener multiplicando su coeficiente de dilatación lineal por tres, es decir: se define al coeficiente de dilatación volumétrica como: la variación del volumen por unidad de éste de un material, cuando hay un cambio en la temperatura.

11. Un tanque de gasolina de 40 litros fue llenado por la noche, cuando la temperatura era de 68 ºF al día siguiente, el sol había llevado la temperatura a 131 ºF . ¿Cuánta gasolina se derramó del tanque? ( γ gasolina = 950x10-6 / C )

12. Dilatación irregular del agua Todos los líquidos aumentan su volumen cuando aumenta su temperatura, pues su coeficiente de dilatación volumétrica es positivo, excepto el agua. El agua no aumenta su volumen en el intervalo de temperatura de 0 °C a 4 °C, aun cuando aumenta su temperatura, más bien, lo que ocurre es que disminuye su volumen. Por encima de los 4 °C el agua sí se dilata al aumentar su temperatura; si la temperatura decrece de 4 °C a 0 °C también se dilata en lugar de contraerse

13. Serway , Raymond A, (2006), Física para bachillerato general. VOLUMEN II. México, Ed. Cengage Carmona, P., & Vargas, A. (2012). Física I. México, D.F.: Nueva Imagen Bibliografía