La dilatación es el cambio de cualquier dimensión lineal
del sólido tal como su longitud, alto o ancho, que se produce al aumentar su
temperatura. Generalmente se observa la dilatación lineal al tomar un trozo de
material en forma de barra o alambre de pequeña sección, sometido a un cambio
de temperatura, el aumento que experimentan las otras dimensiones son
despreciables frente a la longitud. Debido a que los sólidos tienen una forma
ya definida, su expansión térmica se analiza con las determinadas dimensiones
del objeto.
La dilatación lineal es aquella en la cual predomina la
variación en una única dimensión, o sea, en el ancho, largo o altura del
cuerpo, y al cambio de dicha dimensión se le llama expansión térmica lineal.
Experimentalmente
se encuentra que el cambio de longitud es proporcional al cambio de temperatura
y la longitud inicial. En la siguiente gráfica se ilustra dicho conocimiento.
Con esta imagen podemos explicar la aplicación de la
formula de dilatación lineal.
La longitud inicial, u original de la barra se presenta
como Lo, y la
temperatura inicial como To o T1. Cuando se calienta a una nueva
temperatura que se indica como T o (que se expresa ∆T= T2 – T1) produce un cambio de longitud, que se expresa ∆L T2, la nueva longitud de la barra se
indica como L. Por lo tanto un cambio
de temperatura = L- Lo. Entonces el
cambio de longitud en un objeto esta dado por la siguiente fórmula:
∆L =
α Lo ∆T
Donde:
*∆L=
cambio en la longitud (L- Lo).
*α=
constante de proporcionalidad y se denomina coeficiente de expansión térmica
lineal del material. El determinado valor que se busque se encuentra en la
tabla ofrecida en el tema de coeficiente
de dilatación.
*Lo=
longitud inicial (antes de la dilatación).
*∆T=
cambio de temperatura. (T2 – T1) o (T – TO).
Abajo podrás encontrar un vídeo donde se explican como resolver un problema con esta formula.
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