El mercurio (Hg) es muy sensible a la temperatura del ambiente.
Las partículas del globo sealborotan y alejan demasiado quelo revientan.
3ROSAS CEDILLO LIDIA NOHEMI
La expansión de un material expuesto al calor se expresa mediante el coeficiente de dilatación térmica.
Este varía según la dilatación, se expresa con.
alfa (α) para la lineal.
Beta para la superficial (β = 2α)
Gamma (γ = 3α) o beta (β = 3 α)para la volumétrica.
4ROSAS CEDILLO LIDIA NOHEMI
En esta predomina lavariación de una soladimensión.
Cualquier barra de metalque se caliente se expandiráen tres dimensiones, peroen objetos como varillas oalambres la dilatación másimportante es lalongitudinal.
5ROSAS CEDILLO LIDIA NOHEMI
A los cables telefónicos se lesdeja colgando para evitarruptura al contraerse.
Contracción de unpuente sin juntas dedilatación.
Bucles para evitar laflexión de tuberías.
6ROSAS CEDILLO LIDIA NOHEMI
Incremento delongitud de una varillacon largo inicial de unmetro, cuando sutemperatura se elevaun grado centígrado.Varía según elmaterial.
Se representa con alfa (α)
Sustancia. α (1/˚C).
Fierro. 1.2 x 10 ˉ5
Aluminio. 22.4 x 10 ˉ ⁶
Cobre. 17.6 x 10 ˉ ⁶
Plata. 18.4 x 10 ˉ ⁶
Plomo. 27.3 x 10 ˉ ⁶
Níquel. 12.5 x 10 ˉ ⁶
Acero. 11.5 x 10 ˉ ⁶
7ROSAS CEDILLO LIDIA NOHEMI
Para calcular el coeficiente de dilatación lineal:
Donde…
Alfa (α) : coeficiente de dilatación lineal
en 1/ ˚C o ˚C ˉ¹
Lƒ: longitud final en m.
Lo: longitud inicial en m.
Tƒ: temperatura final en ˚C.
To: temperatura inicial en ˚C.8ROSAS CEDILLO LIDIA NOHEMI
CALOR
Lo y To
Tƒ y Lƒ
∆T: incremento de temperatura.
∆L: incremento de longitud.
Alfa (α): coeficiente de dilatación lineal
en 1/˚C o ˚Cˉ¹
∆T= Tƒ – To
∆L= Lƒ – Lo = α · Lo · ∆T
Para calcular el incremento de calor y longitud.DELTA
9ROSAS CEDILLO LIDIA NOHEMI
Lƒ = Lo + ∆L
∆L= Lƒ – Lo = α · Lo · ∆T
RECORDANDO QUE:
Donde…Lƒ: longitud final en m.Lo: longitud inicial en m.∆L: incremento de longitud.
Alfa (α) : coeficiente dedilatación lineal en 1/ ˚C o˚C ˉ¹∆T: incremento detemperatura.
Y
∆T= Tƒ – To10ROSAS CEDILLO LIDIA NOHEMI
Fórmula final.
Donde…
Alfa (α) : coeficiente de dilatación lineal en 1/ ˚C o ˚C ˉ¹
Lƒ: longitud final en m.
Lo: longitud inicial en m.
Tƒ: temperatura final en ˚C.
To: temperatura inicial en ˚C.
Lƒ: Lo [ 1 + α (Tƒ - To)
11ROSAS CEDILLO LIDIA NOHEMI
Un tubo de hierro tiene una longitud inicial de 300m a una temperatura
ambiente de 20˚C. Si el tubo se emplea como conductor de vapor
(100˚C). ¿Cuál será la tolerancia permitida en el cambio proporcional
de longitud? ¿Cuál serpa la longitud final?
Datos.
Lo= 300m
To= 20˚C
Tƒ= 100˚C
∆L= Lƒ=
12ROSAS CEDILLO LIDIA NOHEMI
Buscamos el incremento de longitud y la longitud final.
∆L=α · Lo · ∆T
Lƒ: Lo [ 1 + α (Tƒ - To) ]
OLƒ: Lo + ∆L
∆T= Tƒ – To
13ROSAS CEDILLO LIDIA NOHEMI
Primero sacamos el incremento de temperatura.
∆T= Tƒ – To
∆T= 100˚C – 20˚C
= 80˚C Ahora…
∆L= α · Lo · ∆T
∆L= α · Lo · ∆T
= (1.2 x 10 -5/ ˚C) (300m) (80˚C)
∆L= .28m (variación de longitud)
14ROSAS CEDILLO LIDIA NOHEMI
Lƒ = Lo + ∆L
= 300m + .28m
= 300.28 m.
Datos del problema resuelto.
Variación de longitud= .28m Longitud final= 300.28 m
15ROSAS CEDILLO LIDIA NOHEMI
Cuando la dilataciónen losobjetos predomina endos dimensiones,incrementando suárea.
16ROSAS CEDILLO LIDIA NOHEMI
Su coeficiente de dilataciónse
representa con beta (β =2α) y
hace referencia a las dos
dimensionesexpandiéndose.
Varía según el material.
Sustancia. α (1/˚C).
Fierro. 1.2 x 10 ˉ5 x2
Aluminio. 22.4 x 10 ˉ ⁶ x2
Cobre. 17.6 x 10 ˉ ⁶ x2
Plata. 18.4 x 10 ˉ ⁶ x2
Plomo. 27.3 x 10 ˉ ⁶ x2
Níquel. 12.5 x 10 ˉ ⁶ x2
Acero. 1.2 x 10 ˉ 5 x2
18ROSAS CEDILLO LIDIA NOHEMI
Para calcular el coeficiente de dilatación.
Donde…
β (2α) : coeficiente de dilatación en ˚C ˉ¹
∆A: diferencia de áreas en m².
Ao: área inicial en m².
∆T: diferencia de temperaturas en ˚C ˉ¹
19ROSAS CEDILLO LIDIA NOHEMI
Diferencia de áreas:
Donde…
β (2α) : coeficiente de dilatación en ˚C ˉ¹
∆A: diferencia de áreas en m².
Ao: área inicial en m².
∆T: diferencia de temperaturas en ˚C ˉ¹
20ROSAS CEDILLO LIDIA NOHEMI
Área final:
Donde…
Aƒ: área final.
Ao: área inicial en m².
∆A: diferencia de áreas en m².
21ROSAS CEDILLO LIDIA NOHEMI