Dilatación
Lineal
La dilatación lineal es el
incremento en la longitud de un material debido a un aumento en su temperatura.
En muchos casos, la variación en las dimensiones de un sólido es imperceptible
a simple vista; en algunos otros, es posible observarlo. Cuando los materiales
sufren un aumento de temperatura se incrementa su longitud, y la fuerza es el
equivalente a la diferencia de temperatura que provoca un cambio en las
dimensiones de los materiales.
La dilatación o expansión
térmica desempeña un papel muy importante en la construcción de edificios,
puentes y carreteras, entre otros. Para el caso de un sólido, que tiene una
forma definida, la expansión térmica puede analizarse en términos de las dimensiones
específicas del objeto. El cambio en cualquier dimensión de un sólido se
denomina expansión térmica lineal.
L-Lo
= aLo(T2-T1)
Donde:
L-Lo = cambio en la longitud
a = constante de proporcionalidad y se
denomina coeficiente de expansión térmica lineal del material.
Lo = longitud inicial (antes de la
dilatación)
T2-T1 = cambio
de temperatura
A continuación se explicará con más detalle
mediante un ejercicio:
1.
Una de las ciudades más calurosas de la
República Mexicana es Hermosillo, Sonora. Si un día de verano amanece a una
temperatura de 25°C y alrededor de las 15:00 p.m. se eleva a 40°C, ¿Cuál será
el incremento de longitud en cm de un cable de alta tensión de acero de 200 m?
DATOS
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FORMULA
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T1 = 25°C
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L-Lo = aLo(T2-T1)
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L-Lo=(11.5x10-6)(200m)(40°C-25°C)
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T2 = 40°C
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= (11.5x10-6°C-1)(200m)(15°C)
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Lo = 200 m
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= 3.45 cm
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a = 11.5x10-6 °C-1
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= 1.03 cm
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L-Lo = ?
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A continuación se muestra un video con un
ejemplo experimental de dilatación lineal:
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