Dilataci贸n de s贸lidos
Cuando se calienta una varilla de hierro, 茅sta aumenta su volumen, lo que significa que tuvo que haber existido una dilataci贸n lineal y una dilataci贸n superficial. Por tal raz贸n estudiaremos primero estas 煤ltimas.
Dilataci贸n lineal
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Varilla a temperatura inicial.
Varilla al aplicar un aumento de temperatura...
Al aplicar un aumento de temperatura en la varilla, 茅sta presenta un aumento de longitud, que viene dada por la expresi贸n.
De manera anal贸gica la dilataci贸n superficial y volum茅trica est谩 dada por las siguientes expresiones:
Dilataci贸n superficial
Consideremos el hecho del aumento de la temperatura de una l谩mina, que trae como consecuencia el aumento de su 谩rea, que para la l谩mina es igual a largo por ancho, o sea, sus longitudes. Por tal raz贸n, el coeficiente de dilataci贸n es el doble de el lineal.
Para la dilataci贸n volum茅trica.
Ocurre de igual manera, pero como aqu铆 el aumento lineal es en tres dimensiones, se tiene que el coeficiente volum茅trico es el triplo del coeficiente lineal; por tal raz贸n se obtiene:
Dilataci贸n de l铆quidos
Como los l铆quidos no presentan una determinada forma, se habla simplemente de un coeficiente de dilataci贸n c煤bica, pero aunque es cierto que los l铆quidos se dilatan, existe un hecho curioso y es que para calentar un l铆quido se necesita almacenarlo en un recipiente el cual tambi茅n se calienta y por consiguiente se dilata. Esto es para afirmar que existe una dilataci贸n aparente del l铆quido y una dilataci贸n del recipiente. De tal manera que, la dilataci贸n total del l铆quido es igual a la dilataci贸n aparente m谩s la dilataci贸n del recipiente.
DL = Da + Dr
Dilataci贸n de gases
Un gas se dilata generalmente cuando se disminuye la presi贸n a la que se encuentre sometido el gas o aumente la temperatura del mismo. Pero debido a que no son las 煤nicas caracter铆sticas que pueden afectar a los gases, se realizar谩 un estudio m谩s minucioso aplicando la teor铆a cin茅tica de los gases (Ley de Boyle). Cuando la temperatura en un gas permanece constante, el producto entre el volumen que ocupa y la presi贸n permanecer谩 constante.
As铆, si T es constante, entonces VP = Cts, lo que significa que cuando se toman dos estados uno inicial (1) y el otro final (2) se cumple que:
Ley de Charles
Cuando en un gas se mantiene constante la presi贸n, en un proceso de cambio de estado inicial (1) a uno final (2) trae como consecuencia que el volumen var铆e proporcionalmente a la temperatura de la siguiente forma:
Ley de Gay-Lussac
Si se mantiene el volumen de un gas constante y se var铆a la presi贸n, esto traer谩 como consecuencia que la temperatura tambi茅n cambie, adem谩s, este cambio es directamente proporcional. Luego :
Ley de Charles - Boyle
脡sta se deduce al combinar la ley de Charles a presi贸n constante y la ley de Boyle a temperatura constante. De tal relaci贸n se obtiene:
