DILATACION DE LOS SOLIDOS

DILATACION

La experiencia muestra que los sólidos se dilatan cuando se calientan y se contraen cuando se enfrían. La dilatación y la contracción ocurren en tres (3) dimensiones: largo, ancho y alto.

A la variación en las dimensiones de un sólido causada por calentamiento (se dilata) o enfriamiento (se contrae) se denomina Dilatación térmica.

La dilatación de los sólidos con el aumento de la temperatura ocurre porque aumenta la energía térmica y esto hace que aumente las vibraciones de los átomos y moléculas que forman el cuerpo, haciendo que pase a posiciones de equilibrio más alejadas que las originales. Este alejamiento mayor de los átomos y de las moléculas del sólido produce su dilatación en todas las direcciones.

Dilatación Lineal

Es aquella en la que predomina la variación en una (1) dimensión de un cuerpo, es decir: el largo. Ejemplo : dilatación en hilos, cabos y barras.

Donde:
L0 = longitud inicial.
L = longitud final.
ΔL = dilatación (DL > 0) ó contracción (DL < 0) Δθ = θ0 – θ (variación de la temperatura) α = es una constante de proporcionalidad característica del material que constituye la barra, denominada como coeficiente de dilatación térmica lineal. La ecuación de la longitud final L = L0 (1 + α . Δθ), corresponde a una ecuación de 1º grado y por tanto, su gráfico será una recta inclinada, donde: L = f (θ) ==> L = L0 (1 + α . Δθ).

Dilatación Superficial

Es aquella en la que predomina la variación en dos (2) dimensiones de un cuerpo, es decir: el largo y el ancho.

Todos Los coeficientes de dilatación sean α, β ou γ, tienen como unidad:

(temperatura)-1 ==> ºC-1

Dilatación Volumétrica

Es aquella en la predomina la variación en tres (3) dimensiones de un cuerpo, es decir: el largo, el ancho y el alto.

Todos Los coeficientes de dilatación sean α, β ou γ, tienen como unidad:

(temperatura)-1 ==> ºC-1

EJEMPLO DE APLICACION
*hilo
*barras
*cabos

Sustancia β (° C -1)
Hierro 35.1 x 10-6
Aluminio 67.2 x 10-6
Cobre 50.1 x 10-6
Acero 34.5 x 10-6
Vidrio 21.9 x 10-6
Mercurio 182 x 10-6
Glicerina 485 x 10-6
Alcohol etílico 746 x 10-6
Petróleo 895 x 10-6
Gases a 0° C 1/273

Coeficientes de dilatación lineal de algunas sustancias

Sustancia α (1/° C)
Hierro 11.7 x 10 -6
Aluminio 22.4 x 10 -6
Cobre 16.7 x 10 -6
Plata 18.3 x 10 -6
Plomo 27.3 x 10 -6
Níquel 12.5 x 10 -6
Acero 11.5 x 10 -6
Zinc 35.4 x 10 -6
Vidrio 7.3 x 10 -6