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La dilatación lineal es el aumento de volumen que se produce en una sola dimensión, en su longitud. Es un proceso único para materiales sólidos sometidos a calentamiento térmico.
Un ejemplo simple de la ocurrencia de expansión térmica se puede ver en las vías del tren. Están sometidos a temperaturas extremadamente elevadas con el paso de vagones y la agitación de los átomos que los componen 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 juntas, pequeños espacios que se dejan a propósito, sin los cuales se doblarían.
¿Cómo calcular la expansión lineal?
L = L0.α.Δθ
Donde,
L = Variación de longitud
L0 = longitud inicial
α = coeficiente de expansión lineal
Δθ = Variación de temperatura
Coeficientes de dilatación lineal
El aumento del tamaño de un cuerpo es proporcional al aumento de su temperatura, es decir, a mayor temperatura, mayor expansión.
Además, la expansión también depende del tipo de material del que esté hecho el cuerpo, por lo que es muy importante considerar los respectivos coeficientes.
La tendencia de los materiales a aumentar de volumen está indicada por los coeficientes. Consulte la tabla y descubra qué material se hincha más cuando se expone al calor:
| Acero | 11.10-6 |
| Aluminio | 22.10-6 |
| Cobre | 17.10-6 |
| Hormigón | 12.10-6 |
| Plomo | 27.10-6 |
| Planchar | 12.10-6 |
| vidrio común | 8,10-6 |
| Vidrio Pyrex | 3.2.10-6 |
De los sólidos enumerados en la tabla anterior, el que se expande menos es Pyrex, que tiene el coeficiente más bajo, mientras que el plomo lidera con el coeficiente más alto.
Dilatación superficial y dilatación volumétrica
Además de la expansión lineal, la expansión térmica se clasifica en otros dos tipos:
- dilatación superficial, cuya dimensión se refleja en su largo y ancho.
- Dilatación volumétrico, cuya dimensión se refleja no solo en largo y ancho, sino también en profundidad.
Ejercicios resueltos
1. ¿Cuánto tiempo durará una barra de hormigón de 2 ma 30 ° C después de haber sido expuesta a una temperatura de 50 ° C?
2. Un alambre de cobre mide 20 m de largo a una temperatura de 20º C. Si la temperatura aumenta a 35º C, ¿cuál será su longitud?
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