Dilatación superficial

Dilatación superficial es la aumentar del volumen de uno cuerpo qué entender dos dimensiones – longitud y anchura.

Este proceso resulta de la exposición del cuerpo al calor, haciendo que los átomos se agiten y amplíen la distancia entre ellos, es decir, se expandan.

Ejemplos:
1. Una chapa cuyo aumento de temperatura hace que se expanda en longitud y anchura.
2. Un orificio en una placa, que aumenta de tamaño a medida que la placa se calienta.

Dilatación superficial ¿Cómo se calcula?

ΔA = Un0 0.β.Δθ

Donde

ΔA = Variación del área
Un0 0 = Área inicial
β = Coeficiente de expansión de superficie
Δθ = Variación de temperatura

Coeficiente

Beta es el coeficiente de expansión de la superficie. Es dos veces más grande que alfa (2α), que es el coeficiente de dilatación lineal, ya que en esta dimensión la dimensión se refleja solo en una dimensión: la longitud.

Dilatación Volumétrica y Dilatación Lineal

Dependiendo de las dimensiones ampliadas en un cuerpo, la expansión térmica también puede ser:

Lineal: cuando el aumento en el volumen corporal comprende una dimensión: la longitud.

Volumétrico: cuando el aumento de volumen comprende tres dimensiones: longitud, ancho y profundidad. Por esta razón, el coeficiente de dilatación volumétrica (gamma) es tres veces mayor que el alfa, que es el coeficiente de dilatación lineal (3α).

Ejercicios resueltos

1. Una pieza cuadrada de hierro tiene un área total de 400 cm.2. Después de aserrar la pieza por la mitad, se sometió a una temperatura más alta, cuyo aumento es equivalente a 30ºC. Sabiendo que el coeficiente 5.10-6 ¿Cuál será el área final de esta mitad de la pieza?

Primero, eliminemos los datos de la declaración:

  • El área inicial (L0 0) es 200cm2después de que toda la pieza fue aserrada por la mitad
  • El rango de temperatura es de 30ºC.
  • El coeficiente de expansión (β) es 5.10-6

ΔA = A0 0.β.Δθ
ΔA = 200.5.10-6.30
ΔA = 200.5.30.10-6
ΔA = 30000.10-6
ΔA = 0.03cm2

0.032cm2 es la variación de volumen del área. Para conocer el tamaño final de la pieza, debemos agregar el área de inicio con su variación:

A = A0 0+ ΔA
A = 200 + 0.032
A = 200.032 cm2

2. Hay un agujero del tamaño de 3 cm.2 en un extremo de una placa cuya temperatura es de 40 ° C. Si la temperatura se duplica, ¿cuánto aumentará el agujero teniendo en cuenta que el coeficiente es 12.10?-6?

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