DILATACIÓN

Llamamos dilatación al cambio de dimensiones que experimentan los sólidos, líquidos y gases cuando se varía la temperatura, permaneciendo la presión constante. La mayoría de los sistemas aumentan sus dimensiones cuando se aumenta la temperatura. 

El coeficiente de la dilatación térmica (Y) se define como el radio del cambio por el que pasó un material debido al cambio de su temperatura. Dicho coeficiente se representa con el símbolo α para los sólidos y β para los líquidos, y se guía por el Sistema Internacional de Unidades.

Los coeficientes de dilatación térmica varían cuando se trata de sólido, líquido o gas. Cada uno posee una particularidad diferente.

La dilatación lineal ocurre cuando un objeto experimenta dilatación a causa de una variación de temperatura, predominantemente en una sola dimensión. Ello se debe a características propias del material o a su forma geométrica. Se define el coeficiente de dilatación lineal α como el cociente entre la variación relativa de longitud por unidad de variación de temperatura. La siguiente fórmula define el coeficiente de dilatación lineal α: 

Una dilatación superficial es el fenómeno térmico que se produce cuando un cuerpo o material experimenta un cambio en las dimensiones de su área superficial, es decir aumenta el tamaño de en dos dimensiones. El coeficiente de dilatación superficial σ es prácticamente constante para un amplio rango de valores de temperatura. Por la definición de σ sus dimensiones son inverso de temperatura. Como unidad se suele usar °C-1.

La dilatación volumétrica es un fenómeno físico que implica una variación en las tres dimensiones de un cuerpo. El volumen o las dimensiones de la mayoría de las sustancias incrementan cuando son sometidas a calor; este es un fenómeno conocido como dilatación térmica, no obstante también existen sustancias que se contraen al calentarse.

Resuelve este ejercicio en tu libreta:

Disponemos de un cubo de un material a 24 ºC que ocupa un volumen de 1 m3 . Cuando aumentamos la temperatura a 55 ºC, el volumen del cubo pasa a 1.002232 m3 . Responde a las siguientes preguntas:

• ¿Cual es el coeficiente de dilatación cúbica del material?
• Imagina que, a 24 ºC, cortas varias barras de 1 m de longitud (valor de la arista del cubo). ¿Qué longitud pasarían a tener cuando se eleva la temperatura a 55 ºC? 

Para entender los temas de una manera más visual, ve los siguientes videos: