Dilatación de los cuerpos

Dilatación de los cuerpos

Este fenómeno se conoce como dilatación debido a que los cuerpos tienden a variar debido a la temperatura en que están expuestos, por ejemplo los sólidos sufren dilatación, es decir aumentan su longitud principalmente, otros aumentan en dos sus dimensiones, y los líquidos y gases aumentan su volumen, por otro lado cuando la temperatura disminuye, se contraen.

Los gases se dilatan más que los líquidos y los líquidos se dilatan más que los sólidos.

Dilatación lineal

Se da en solidos, cuando al aumentarles su temperatura sufren un aumento en su longitud, por otra parte cuando a los solidos, con una longitud inicial de 1 m, se les aumenta 1 °C su temperatura, varían su volumen de forma constante, se le conoce como coeficiente de dilatación lineal.

Este coeficiente de dilatación lineal se representa con la letra griega “α” (alpha)

Para calcular la dilatación volumétrica de una sustancia se utiliza la siguiente formula:

ΔLf = α ΔLo Δt    donde:

ΔLf.= Longitud Final

α.=   Coeficiente de dilatación lineal

ΔLo.= Longitud inicial

 Δt.= Temperatura Inicial y Final (Tf – Ti)

Para saber la variación de la longitud, utilizamos la siguiente formula:

ΔL = Lf – Li          donde:

ΔL = Variación de la longitud

 Lf =   Longitud final

 Li =   Longitud inicial      

Dilatación Superficial

Cuando a los solidos, al aumentarles su temperatura sufren un aumento en su área, por otro lado cuando a los solidos con un área inicial de 1 m² se les aumenta 1 °C su temperatura, varían de manera constante, se le conoce como coeficiente de dilatación superficial.

Este coeficiente de dilatación superficial se representa con la letra griega “γ” (gamma)

Para calcular la dilatación volumétrica de una sustancia se utiliza la siguiente formula:

ΔSf = γ ΔSo Δt    donde:

ΔSf.= Longitud Final de la superficie

γ.=   Coeficiente de dilatación superficial

ΔSo.= Longitud inicial de la Superficie

 Δt.= Temperatura Inicial y Final (Tf – Ti)

Para saber la variación del área, utilizamos la siguiente formula:

ΔS = Sf – Si          donde:

ΔS = Variación de la superficie

 Sf =   Superficie final

 Si =   Superficie inicial      

Dilatacion Volumetrica

Se da cuando tanto a solidos como a líquidos y gases, al aumentarles su temperatura sufren un aumento en su volumen, por otra parte cuando a las sustancias con un volumen inicial de 1 m³ se les aumenta 1 °C su temperatura, varían su volumen de manera constante, se le conoce como coeficiente de dilatación volumétrica.

Este coeficiente de dilatación volumétrica se representa con la letra griega “β” (beta)

Para calcular la dilatación volumétrica de una sustancia se utiliza la siguiente formula:

ΔVf = β ΔVo Δt    donde:

ΔVf.= Volumen Final de la superficie

β.=   Coeficiente de dilatación volumétrica

ΔVo.= Volumen inicial de la Superficie

 Δt.= Temperatura Inicial y Final (Tf – Ti)

Para saber la variación del área, utilizamos la siguiente formula:

ΔV = Vf – Vi          donde:

ΔV = Variación del volumen

 Vf =   Volumen final

 Vi =   Volumen inicial

Escalas de Temperatura

  Cuadro Comparativo de escalas de temperatura

Temperatura

Temperatura

En la vida diaria siempre tenemos cambios de temperatura, esto debido a diversos factores que, se manifiestan en forma de calor o frio, ya sea de manera espontánea u ocasional, e incluso nunca nos damos cuenta de cuando tenemos este cambio. Por ejemplo:

Cuando frotamos nuestras manos, percibimos un cambio de temperatura.

Incluso cuando bailamos percibimos este cambio, aun cuando haya frio.

Otro ejemplo seria cuando abrimos el refrigerador.

También se da al momento de entrar a un supermercado en el mostrador.

O también cuando tenemos fiebre, tenemos un cambio de temperatura

Todo esto se relaciona con los cambios de temperatura, pero para ello primero debemos saber el concepto de temperatura.

La temperatura es una magnitud física que es un parámetro del sistema que está relacionado con el promedio de la energía cinética media de agitación de moléculas. La temperatura nos indica que tan caliente o tan frio esta un cuerpo o sustancia.

Por otro lado el calor se define como la cantidad total de energía cinética que posee un cuerpo y que puede moverse hacia otro, este se da cuando se transmite un cuerpo más caliente a otro más frio debido a que  tiene diferente temperatura.

Es importante que podamos distinguir la diferencia entre temperatura y calor, la temperatura nos indica en qué dirección va fluir el calor cuando un cuerpo se pone en contacto con otro, es una energía cinética promedio de las moléculas que constituyen el 
cuerpo.

El calor por su parte es una forma de energía en tránsito, pasa del cuerpo de mayor temperatura al de menor temperatura, incluso hay intercambio de energía térmica aun cuando no estén en contacto, el calor se percibe a través de los cambios de estado que se producen en la materia (fusión del hielo, ebullición del agua y evaporación).  

La temperatura se mide con el termómetro, instrumento que permite comparar la temperatura de un cuerpo con la de él mismo, indicando mediante una escala graduada, la energía cinética promedio que posee.

Existen muchos tipos de termómetros que nos sirven para medir la temperatura, entre los que destacan:

 Termómetro de gas.

El termómetro de gas de volumen constante pertenece a la categoría de termómetros llenos de gas y es el más exacto de este tipo. Para usos industriales, un termómetro por  presión de gas consta de un elemento que mide la presión, como el tubo Bourdon conectado por un tubo capilar a una ampolla que se expone a la temperatura que se ha de medir. 

Termómetro óptico.

Dispositivo de medida de la temperatura en el que las propiedades de transmisión y reflexión de la luz visible dependen de la temperatura y cuya detección se puede relacionar con la temperatura tisular, es decir, de los tejidos de los organismos. El termómetro óptico permite visualizar la temperatura en una pequeña pantalla de forma digital.

 

Termómetro metálico.

El termómetro bimetálico es un instrumento utilizado para medir temperatura mediante la contracción y expansión de dos distintas aleaciones metálicas de alto y bajo coeficiente de dilatación.

Los termómetros bimetálicos están constituidos por un tubo en cuyo interior está colocada una espiral helicoidal bimetálica. Dicha espiral está soldada por un extremo a la parte inferior del tubo y por otra a una varilla de transmisión, a su vez conectada a una aguja


indicadora.

Termómetro clínico

Se trata de un instrumento de máxima precisión utilizado en el área de la salud para establecer la temperatura corporal de personas y animales incluyendo las décimas de grado. Suelen ser digitales, de mercurio, de alcohol o de radiación infrarroja. En función del tipo de termómetro que se utiliza y el lugar específico del que se quiere establecer la temperatura, se aplican en cavidades del cuerpo o puntos auxiliares como la frente. Se suelen utilizar para determinar la existencia o no de fiebre y también como método de predicción de los periodos de fertilidad femenina.

El termómetro de máxima y mínima

Señala la temperatura máxima y mínima del lugar donde se encuentra. El termómetro se compone de un capilar que contiene dos varillas unidad, correspondiendo la varilla de la izquierda a la temperatura mínima y la varilla de la derecha a la temperatura máxima. Ambas varillas están llenas de líquido por donde se desliza el testigo de la temperatura alcanzada (estilete).