1.2.1.2 Dilatación superficial

¿Dilatación superficial? ¿Qué es eso? 

Para algunas personas  tal vez este concepto suene extraño pero pronto veras que es un fenómeno más común de lo que parece.                              

Alguna vez te has notado que los rieles de un tren están un poco separados. Esto es porque con el calor del sol hace que se expandan y crezcan un poco. ¿No me crees? ¿Verdad que parece ilógico que crezcan? Pues en realidad es lo que sucede.

Nosotros estudiaremos este fenómeno, enfocado hacia superficies como puede ser los rieles de un ferrocarril o una lamina de aluminio.

Ahora pongámonos un poco más científicos y el concepto de dilatación superficial.
Empecemos desde el principio.

Como ya se explico anteriormente cuando un cuerpo recibe calor, sus partículas se mueven más deprisa, por lo que necesitan más espacio para desplazarse y, por tanto, el volumen del cuerpo aumenta. A este aumento de volumen se le llama dilatación
Entonces, la dilatación superficial es la expansión de una superficie que experimenta un cuerpo al ser calentado.

                                                                                           

El fenómeno de dilatación superficial se presenta, por lo general en placas metálicas o en láminas muy delgadas, donde podemos apreciar su espesor.
En estas placas metálicas, al aplicarles calor se produce una expansión de su superficie o área, es decir, crecen un poco.

Para calcular la variación de superficie que experimenta una placa metálica, por ejemplo, se aplica la expresión:
............... Af = Ao (1+β.Δt)
                                                                                                                                                                
                                                                                          Coeficientes de dilatación

Donde;              
Af = Área o Superficie final                              
Ao = Área o Superficie inicial
β = Coeficiente de dilatación Superficial
Δt = variación de temperatura ( Tf -- To)

Cuando se trata de dilatación superficial el coeficiente se tiene que multiplicar por dos, como:

ΔA= 2AaoΔT                   

Donde:       

ΔA= Incremento de temperatura

Ao= Área del objeto antes de la dilatación

Δt= diferencia de temperaturas (T2-T1)

2a= Y

Entonces, la dilatación superficial es aquella en que predomina la variación en dos dimensiones, o sea, la variación del área del cuerpo debido a la intervención de un cambio de temperatura.

Este fenómeno se representa con la siguiente fórmula;

ΔA=βAoΔT

Donde;

ΔA= Aumento de área.

Β= Dilatación del material.

Ao= Área inicial.

ΔT= Incremento de temperatura.

*Ahora veamos cómo se aplica en un problema;

Una placa de vidrio de 10*10cm incrementa su temperatura de 17° a 50°c.

¿Cuál es su incremento superficial?

Lo que nos pide el problema es ΔA.

¿Cómo llegamos a ese resultado?;

ΔA=βAoΔT

Solo sustituimos valores ya que todos los datos los proporciona el problema.

ΔA=100cm²(1.8*10^-51/c)(50°-17°)

Realizamos las operaciones para llegar al resultado;

ΔA=0.0594 cm²

Abajo encontraras un vídeo sobre algunos problemas mas, así como el procedimiento para resolverlos.