EXPOSICIÓN DE FÍSICAPor:

• Danilo Jumbo

• Joe Ajila

• Angel Rosillo.

BASE FÍSICA DE LA EXPANSIÓN TÉRMICA DE SÓLIDOS Y LÍQUIDOS.

• Los cambios en las dimensiones y los volúmenes de los materiales son efectos térmicos comunes.

• El espaciamiento promedio entre los átomos es de poco más o menos

• Los átomos vibran de un lado a otro al aumentar la temperatura (es decir con mayor energía interna), se vuelven más activos y vibran más ampliamente.

• A medida que la temperatura del sólido aumenta, los átomos oscilan con mayores amplitudes ; como resultado la separación entre ellos aumenta.

CAUSA DE LA DILATACIÓN

• Como las vibraciones son más amplias en todas sus dimensiones, el sólido se expande en su totalidad.

• Los cambios en las dimensiones de los cuerpos pueden ser lineales , de área y volumétricas.

CAUSAS DE LA DILATACIÓN

• El cambio en una dimensión de un sólido (longitud, anchura o espesor) se denomina expansión lineal.

• Si el cambio de temperatura es pequeño, la expansión lineal o contracción es aproximadamente proporcional a ∆T, o Tf – Ti.

• El cambio fraccionario de longitud es (L – Lo)/ Lo, o bien ∆L/Lo, donde L es la longitud original del sólido a la temperatura inicial.

DILATACIÓN LINEAL

• Esta razón está relacionada con la temperatura inicial. Esta razón está relacionada con la temperatura así:

• El cambio total de longitud de la dimensión lineal que se considere, puede despejarse de la ecuación anterior:

DILATACIÓN LINEAL

• El comportamiento de respuesta ante la temperatura se expresa mediante el coeficiente de dilatación térmica.

•  Para una dimensión lineal cualquiera, se puede medir experimentalmente comparando el valor de dicha magnitud antes y después de cierto cambio de temperatura.

DILATACIÓN LINEAL

• Dilatación superficial es el aumento de área o superficie de un cuerpo plano de espesor pequeño.

• La dilatación de área se diferencia de la dilatación lineal porque implica un incremento de área.

DILATACION SUPERFICIAL

• Por ejemplo, una lámina metálica aumenta su largo y ancho, lo que significa un incremento de área.

• Otro ejemplo es, una plancha para mantener alisadas las prendas de vestir e interruptores que sirven como muestras específicas de la dilatación superficial.

EJEMPLOS DE DILATACION SUPERFICIAL

• El coeficiente de dilatación de área es el incremento de área que experimenta un cuerpo de determinada sustancia, de área igual a la unidad, al elevarse su temperatura un grado centígrado. Este coeficiente se representa con la letra griega gamma (γ).

• El coeficiente de dilatación de área se usa para los sólidos.

COEFICIENTE DE DILATACION

• Si se conoce el coeficiente de dilatación lineal de un sólido, su coeficiente de dilatación de área será dos veces mayor:

• Al conocer el coeficiente de dilatación de área de un cuerpo sólido se puede calcular el área final que tendrá al variar su temperatura con la siguiente expresión:

FORMULAS DE LA DILATACION DE AREA

• Es el coeficiente de dilatación volumétrico, designado por αV, se mide experimentalmente comparando el valor del volumen total de un cuerpo antes y después de cierto cambio de temperatura como, y se encuentra que en primera aproximación viene dado por:

DILATACION VOLUMETRICA

• Experimentalmente se encuentra que un sólido isótropo tiene un coeficiente de dilatación volumétrico que es aproximadamente tres veces el coeficiente de dilatación lineal. Esto puede probarse a partir de la teoría de la elasticidad lineal. Por ejemplo si se considera un pequeño prisma rectangular (de dimensiones: Lx, Ly y Lz), y se somete a un incremento uniforme de temperatura, el cambio de volumen vendrá dado por el cambio de dimensiones lineales en cada dirección:

DILATACION VOLUMETRICA

• Esta última relación prueba que  , es decir, el coeficiente de dilatación volumétrico es numéricamente unas 3 veces el coeficiente de dilatación lineal de una barra del mismo material.

DILATACION VOLUMETRICA

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GRACIAS POR SU ATENCIÓN COLEGAS