Para
estudiar este tipo d e dilatación, imaginemos una barra metálica de l ongitud inicial L 0y
temperatura 0. Si calentamos esa barra hasta que la misma sufra una variación de temperatura , notaremos que su longitud pasa a ser igual a L (conforme podemos ver en la siguiente figura): Matemáticamente podemos d ecir que la dilatación es:
Pero
si aumentamos el calentamiento, de forma de doblar la variación de temperatura, o
sea, 2, entonces observaremos que la dilatación será el doble (2 L). Podemos
concluir que la dilatación es directamente proporcional a la variación de
temperatura. Imaginemos dos barras del mismo material, pero de longitudes diferentes. Cuando calentamos estas barras, notaremos que la mayor se dilatará más que la menor. Podemos
concluir que, la dilata ción es directamente proporcional al larco inicial de las barras.
Cuando calentamos igualmente dos barras de igual longitud, pero de materiales diferentes, notaremos que la dilatación será diferentes en las barras. Podemos
concluir que la dilatación depende del material (sustancia) de la barra.
De los ítems anteriores podemos escribir que la dilatación lineal es:
Donde:
L0 = longitud inicial. L = longitud final. L = dilatación (DL > 0) ó contracción (DL < 0) = 0 ± (variación de la temperatura)
= es una constante de proporcionalidad cara cterística del material que constituye la barr a, denominada como coeficiente de dilatación térmica lineal. De las ecuaciones I y II tendremos:
La ecuación de la longitud final L = L0 (1 + . ), corresponde a una ecuación de 1º grado y por tanto, su gr áfico será una recta inclinada, donde:
L = f () ==> L = L0 (1 + .
).
Observaciones:
Dilatacion lineal La dilatación superficial de los metales se usa ampliamente en la industria como swicho como interruptores de emergencia y controladores... Por ejemplo en los interruptores que se usan en los paneles electricos de tu casa, internamente llevan un pequeño trozo de metal que al calentarse, bien sea poe un corto circuito o un excesivo consumo de corriente por parte de algún aparato, hace que el interruptor se dispare o lo que es lo mismo, se abra. Con esto se logra un cierto grado de protección de sobrecarga... Seguramente en tu casa también tienen una plancha (para la ropa), la plancha internamente usa la dilatación del metal para mantener una temperatura específica en la resistencia de la misma (el pequeño control que posee la plancha para variar la temperatura, lo unico que hace es aplicar una pequeña fuerza sobre el metal para que se doble a mayor temperatura)... Asi como este par de aplicaciones hay muchisimas más aplicadas a diferentes areas... El efecto consiste en que al colocar dos metales unidos (bimetal), de los cuales uno se dilata más rápidamente que otro o a menor temperatura, y ocurre que al dilatarse a velocidades distintas el metal se curva, además en los interructores electricos se usa el flujo de una corriente electrica para ocasionar el calentamiento... Espero te sirva esta información... Saludos...
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Dilatacion Volumetrica
DILATACIÓN VOLUMÉTRICA La dilatación volumétrica se presenta en el estado liquido y su concepto y fórmula son los mismos, solo que en lugar de trabajar con longitudes se trabaja con volúmenes, los cuales deben ser dados en cm3, es muy común que cuando se habla de dichos volúmenes se expresen en unidades de capacidad, pero el (coeficiente de dilatación volumétrica) nos señala que debe de haber transformación a cm3 con la siguiente equivalencia: 1LITRO= 1000CM3 El coeficiente de dilatación volumétrica se representa con la letra beta del alfabeto griego () y la fórmula correspondiente es: =vf-vi / vi(tf-ti) = coeficiente de dilatación volumétrica vf= volumen final en cm3 vi= volumen inicial en cm3 tf= temperatura final en ºC ti= temperatura inicial en ºC Todas las leyes de física tienen una fórmula y consecuentemente una definición y para esta ley es: ³LA DILATACIÓN VOLUMÉTRICA QUE SE PRESENTA EN UN LIQUIDO ES DIRECTAMENTE
PROPORCIONAL A LA DIFERENCIA DE VOLÚMENES E INVERSAMENTE PROPORCIONAL AL VOLUMEN INICIAL MULTIPLICADO POR LA DIFERENCIA DE TEMPERATURAS´ En estos casos las temperaturas podrán ser dadas en ºf, ºk, ºr, los cuales deberán ser convertidos a ºc Dilatación volumétrica: ============ V = Vo (1 + ¨T) como habitualmente se aproxima = 3 V = Vo (1 + 3 ¨T) Donde: V = volumen finales Vo = volumen inicial , = coeficientes de dilatación volumétrico ¨T = variación de temperatura Se estudia la expansión volumétrica de líquidos en función de la temperatura. El volumen V de un líquido a una temperaturaT sigue aproximadamente la relación lineal V=VO(1+T) Vo es el volumen a 0ºC, T es la temperatura en ºC el coeficiente de dilatación En este experimento se determinan los coeficientes volumétricos del agua y del etanol con un dilatómetro volumétrico devidrio. Para medir la variación del volumen se emplea un tubo de ascensión con sección transversal conocida, es decir, elcambio de volumen se deter mina a partir de la altura de...
