Dilataci贸n lineal el aumento de volumen que ocurre en una sola dimensi贸n, en su longitud. Es un proceso exclusivo de materiales s贸lidos sometidos a calentamiento t茅rmico.

Se puede observar un ejemplo simple de expansi贸n t茅rmica en las v铆as del tren. Est谩n sujetos a temperaturas extremadamente altas a medida que pasan los vagones y la agitaci贸n de sus 谩tomos hace que el ferrocarril se expanda.

Los rieles, sin embargo, tienen espacio para aumentar de volumen. Esto se debe al hecho de que, entre ellos, hay juntos, peque帽os espacios a prop贸sito, sin los cuales se doblar铆an.

Dilataci贸n lineal 驴C贸mo se calcula?

螖L = L0 0.伪.螖胃

Donde

螖L = Variaci贸n de longitud
L0 0 = Longitud inicial
= Coeficiente de expansi贸n lineal
螖胃 = Variaci贸n de temperatura

Coeficientes de dilataci贸n lineal

El aumento en el tama帽o de un cuerpo es proporcional al aumento de la temperatura corporal, es decir, cuanto mayor es la temperatura, mayor es la hinchaz贸n.

Adem谩s, la expansi贸n tambi茅n depende del tipo de material del que est谩 hecho el cuerpo, por lo que es muy importante tener en cuenta los coeficientes respectivos.

La tendencia de los materiales a aumentar de volumen est谩 indicada por los coeficientes. Consulte la tabla y descubra qu茅 material se expande m谩s en la exposici贸n al calor:

Acero 11.10-6
Aluminio 22,10-6
Cobre 17.10-6
Hormig贸n 12.10-6
Plomo 27,10-6
Hierro 12.10-6
Vidrio com煤n 8.10-6
Vidrio Pyrex 3.2.10-6

De los s贸lidos enumerados en la tabla anterior, el menos dilatado es Pyrex, que tiene el coeficiente m谩s bajo, mientras que el plomo conduce con el coeficiente m谩s alto.

Dilataci贸n Superficial y Dilataci贸n Volum茅trica

Adem谩s de la expansi贸n lineal, la expansi贸n t茅rmica se clasifica en otros dos tipos:

  • Dilataci贸n superficial, cuya dimensi贸n se refleja en longitud y anchura.
  • Dilataci贸n volum茅trico, cuya dimensi贸n se refleja no solo en longitud y anchura, sino tambi茅n en profundidad.

Ejercicios resueltos

1. 驴Cu谩nto tiempo durar谩 una barra de concreto de 2 ma 30 掳 C despu茅s de estar expuesta a una temperatura de 50 掳 C?

 

Primero, eliminemos los datos de la declaraci贸n:

  • La longitud inicial (L0 0) es de 2 m
  • El coeficiente de expansi贸n del hormig贸n (伪) es 12.10-6
  • La temperatura inicial es de 30潞C, mientras que la temperatura final es de 50潞C.

螖L = L0 0.伪.螖胃
螖L = 2.12.10-6(50-30)
螖L = 2.12.10-6. (20)
螖L = 2.12.20.10-6
螖L = 480.10-6
螖L = 0.00048

0.00048 es la variaci贸n de longitud. Para conocer el tama帽o final de la barra de concreto, debemos agregar la longitud inicial con su variaci贸n:

L = L0 0+ 螖L
L = 2 + 0.00048
L = 2,00048m

2. Un cable de cobre mide 20 ma una temperatura de 20 掳 C. Si la temperatura sube a 35 掳 C, 驴cu谩l ser谩 su longitud?

 

Primero, eliminemos los datos de la declaraci贸n:

  • La longitud inicial (L0 0) es 20m
  • El coeficiente de expansi贸n del cobre (伪) es 17.10-6
  • La temperatura inicial es de 20潞C, mientras que la temperatura final es de 35潞C.

螖L = L0 0.伪.螖胃
螖L = 20.17.10-6(35-20)
螖L = 20.17.10-6. (15)
螖L = 20.17.15.10-6
螖L = 5100.10-6
螖L = 0.0051

0.0051 es la variaci贸n de longitud. Para conocer el tama帽o final del cable de cobre, debemos agregar la longitud inicial con su variaci贸n:

L = L0 0+ 螖L
L = 20 + 0.0051
L = 20.0051m