A todo el que lea este articulo.

Aunque la fsica parezca aburrida, la fsica te rige y est presente en la vida

diariaEspero que todo aquel que lea este trabajo espero que les sirva y se de su agrado, ya que en este se encuentran definiciones, formulas, ejercicios entre otras cosas acerca del tema de la dilatacin, dejando claro que este trabajo tiene como objetivo aclarar las dudas y dejar claro que es la dilatacin, sin ms por decir

Gracias

DilatacinSe denomina dilatacin al cambio de longitud, volumen o alguna otra dimensin mtrica que sufre un cuerpo fsico debido al cambio de temperatura que se provoca en ella por cualquier medio.

Segn su naturaleza cada cuerpo posee lo que se llama coeficiente de dilatacin trmica, cuyo smbolo es a y su unidad de medida es 1/C o C-1

Generalmente se observa la dilatacin lineal al tomar un trozo de material en forma de barra o alambre de pequea seccin, sometido a un cambio de temperatura, el aumento que experimentan las otras dimensiones son despreciables frente a la longitud.Coeficiente de dilatacinSe denomina coeficiente de dilatacin al cociente que mide el cambio relativo de longitud o volumen que se produce cuando un cuerpo slido o un fluido dentro de un recipiente experimenta un cambio de temperatura experimentando una dilatacin trmica.A continuacin se muestran algunos coeficientes de distintos materiales:Algunos coeficientes de dilatacin[1]

Material

Hormign1,0 x 10-5

Acero12 x 10-6

Hierro12 x 10-6

Plata2,0 x 10-5

Oro1,5 x 10-5

Dilatacin Lineal El efecto ms frecuente producido por cambios de temperatura es un cambio en el tamao. Con pocas excepciones, todas las sustancias incrementan su tamao cuando se eleva la temperatura. Los tomos en un slido se mantienen juntos en un arreglo regular debido a la accin de fuerzas elctricas. A cualquier temperatura los tomos vibran con cierta frecuencia y amplitud. A medida que la temperatura aumenta, se incrementa la amplitud (desplazamiento mximo) de las vibraciones atmicas. Esto da por resultado a un cambio total en las dimensiones del slido.

Un cambio de un slido en una dimensin de llama dilatacin lineal. Experimentalmente se ha encontrado que un incremento original y del cambio de temperatura.

Por ejemplo, considere la barra. La longitud original es y la temperatura inicial es . Cuando se calienta a una temperatura , la nueva longitud de la barra se indica como L. Por lo tanto, un cambio en la temperatura, , produce un cabio de longitud, . El cambio de longitud proporcional esta dado por

Donde es la constante de proporcionalidad llamada el coeficiente de dilatacin lineal. Como un incremento en la temperatura no produce el mismo incremento en la longitud para todos los materiales, el coeficiente es una propiedad del material.

El coeficiente de dilatacin lineal de una sustancia puede definirse como el cambio de longitud por cada grado que cambia la temperatura. Ya que la relacin no tiene dimensiones, las unidades de se dan como el inverso de grados o sea, 1/C o 1/F.

Dilatacin de reaLa dilatacin de rea no se restringe a la dilatacin de un slido. Cualquier lnea recta trazada atreves del solido aumenta su longitud por unidad de longitud con una velocidad dada por su coeficiente de dilatacin . Por ejemplo, en un cilindro solido, la longitud, el dimetro y la diagonal trazada atreves del solido aumentaran sus dimensiones en la misma proporcin.

Ahora podemos deducir una expresin para la dilatacin del rea determinando el producto de esas dos ecuaciones.

Puesto que la magnitud de es del orden de , con toda certeza podemos depreciar el termino que contiene a . Entonces podemos escribir:

o bien

donde A = LW representa la nueva rea y representa el rea original.Reordenando los trminos, obtenemos:

o bien

El coeficiente de dilatacin de rea (gamma) es aproximadamente el doble de coeficiente de dilatacin lineal. Simblicamente

donde es el cambio en rea por unidad inicial de rea por cada grado que cambia la temperatura. Usando esta definicin, podemos escribir las siguientes formulas para la dilatacin del rea:

Dilatacin de VolumenLa dilatacin del material calentado es la misma en todas direcciones. Por lo tanto, el volumen de un liquido, gas o solido tendr un incremento en volumen predecible al aumentar la temperatura. Razonando en forme similar a como se hizo en las secciones previas, obtendremos las siguientes formulas para la dilatacin de volumen.

El smbolo (beta) es el coeficiente de dilatacin de volumen. Representa el cambio en volumen por unidad de volumen por cada grado que cambia la temperatura. Para materiales slidos es aproximadamente el triple del coeficiente de dilatacin lineal.

Cuando se trabaja con slidos, podemos obtener a partir de la tabla de coeficientes de dilatacin lineal. Los coeficientes de dilatacin correspondientes a diferentes lquidos aparecen la siguiente tabla. La separacin molecular en el caso de los gases es tan grande que todos ellos se dilatan ms o menos en la misma proporcin. La expansin volumtrica de los gases se estudiara despus.

Coeficientes de dilatacin de volumen

Liquido

Alchol116.1

Benceno12.46.9

Glicerina5.12.8

Mercurio1.81.0

Agua2.11.2

Dilatacin Anmala del Agua

La dilatacin o contraccin del agua se puede medir fcilmente observando el nivel del agua en un tubo. A medida que se incrementa la temperatura del agua contenida en el tubo baja gradualmente indicando una contraccin. La contraccin contina hasta que la temperatura del bulbo y la del agua son de 4C. cuando la temperatura aumenta por arriba de 4C, el agua cambia de direccin y se eleva en forma que continua, indicando la dilatacin normal con un incremento de temperatura. Esto significa que le agua tiene su volumen mnimo y su densidad mxima a 4C.

La variacin en la densidad del agua con la temperatura se muestra grficamente en la siguiente figura. Si estudiamos la grafica en la zona de las altas temperaturas, notamos que la densidad aumenta gradualmente hasta un mximo de 1.0 g/cm a 4C. Luego, que la densidad decrece gradualmente hasta que el agua alcanza el punto de congelacin. El hielo ocupa un volumen mayor que el agua y a veces, cuando se forma, puede provocar que se rompan las tuberas de agua si no se toman las debidas precauciones.El mayor volumen del hielo se debe a la forma en que se unen los grupos de molculas en una estructura cristalina. A medida que se funde el hielo, el agua formada aun contiene grupos de molculas enlazadas en esa estructura cristalina. Cuando estas estructuras empiezan a romperse, las molculas se mueven muy juntas, aumentando la densidad. Este es el proceso dominante hasta que el agua alcanza una temperatura

de 4C. Desde ese punto hasta altas temperaturas, se produce un aumento en la amplitud de las vibraciones moleculares y el agua se dilata.El hecho de que la densidad del agua 4C resulte ser exactamente de 1.00 g/cm debe ser en verdad una coincidencia sorprendente. Sin embargo, al igual que las temperaturas del punto de congelacin y del punto de ebullicin, este resultado es tambin la consecuencia de una definicin. Los cientficos que establecieron el sistema mtrico definieron el kilogramo como la masa de 1000 cm de agua a 4C. Posteriormente el kilogramo fue redefinido en trminos de un cilindro de platino iridiados, que sirve como patrn.

Tablas de informacin

Dilatacin

InformacinParmetrosFormulas

Es cambio de longitud, volumen o alguna otra dimensin mtrica que sufre un cuerpo fsico. Este fenmeno se debe al cambio de temperatura.

Cada cuerpo posee lo que se llama coeficiente de dilatacin trmica.1) = cambio

2) = coeficiente de dilatacin3) L= longitud

4) t= tiempo

1.-

2.-

Dilatacin Lineal

Informacin relevanteParmetrosFormulas

El efecto ms frecuente producido por cambios de temperatura es un cambio en el tamao.

A medida que la temperatura aumenta, se incrementa la amplitud (desplazamiento mximo) de las vibraciones atmicas. El coeficiente de dilatacin lineal de una sustancia puede definirse como el cambio de longitud por cada grado que cambia la temperatura.1) t= tiempo2) L= longitud

3) = cambio

4) = coeficiente de dilatacin lineal

1.-

2.-

3.-

Dilatacin de rea

Informacin relevanteParmetrosFormulas

Cualquier lnea recta trazada atreves del solido aumenta su longitud por unidad de longitud con una velocidad dada por su coeficiente de dilatacin . La dilatacin de rea no se restringe a la dilatacin de un slido.

El coeficiente de dilatacin de rea (gamma) es aproximadamente el doble de coeficiente de dilatacin lineal.1) L= longitud2) W= trabajo

3) A= rea

4) = coeficiente de dilatacin

5) t= tiempo

6) = coeficiente de dilatacin de rea

7) LW= rea nueva

8) = cambio1.-

2.-

3.-

4.-

5.-

6.-

Dilatacin de Volumen

Informacin relevanteParmetrosFormulas

La dilatacin del material calentado es la misma en todas direcciones.

El volumen de un liquido, gas o solido tendr un incremento en volumen predecible al aumentar la temperatura.

El smbolo (beta) es el coeficiente de dilatacin de volumen.1) = cambio2) V= volumen

3) t= tiempo4) = coeficiente de volumen5) = coeficiente de dilatacin

1.-

2.-

3.-

Dilatacin Anmala del Agua

Informacin relevanteParmetrosFormulas

La dilatacin o contraccin del agua se puede medir fcilmente.

A medida que se incrementa la temperatura del agua baja gradualmente indicando una contraccin

Parmetros1) L= longitud

2) W= trabajo

3) A= rea

4) = coeficiente de dilatacin

5) t= tiempo

6) = coeficiente de dilatacin de rea

7) LW= rea nueva

8) = cambio9) = coeficiente de volumenFormulas

1.- 12.-

2.- 13.-

3.- 14.-

4.-

5.-

6.-

7.-

8.-

9.-

10.-

11.-

Definicin de parmetros

Longitud: Es la distancia que se encuentra entre 2 puntos. La longitud de un objeto es la distancia entre sus extremos, su extensin lineal medida de principio a fin. En el lenguaje comn se acostumbra diferenciar altura (cuando se refiere a una longitud vertical), y anchura (cuando se habla de una longitud horizontal). En fsica y en ingeniera, la palabra longitud es sinnimo de "distancia", y se acostumbra a utilizar el smbolo l o L para representarla.Trabajo: Es la fuerza que se define como el producto de sta por el camino que recorre su punto de aplicacin y por el coseno del ngulo que forman la una con el otro.[ ]El trabajo es una magnitud fsica escalar que se representa con la letra (del ingls Work) y se expresa en unidades de energa, esto es en julios o joules (J) en el Sistema Internacional de Unidades.rea: Es la extensin o superficie comprendida dentro de una figura (de dos dimensiones), expresada en unidades de medida denominadas superficiales. Para superficies planas el concepto es intuitivo. Cualquier superficie plana de lados rectos puede triangularse y se puede calcular su rea como suma de sus tringulos.Coeficiente de dilatacin: Se denomina coeficiente de dilatacin al cociente que mide el cambio relativo de longitud o volumen que se produce cuando un cuerpo slido o un fluido dentro de un recipiente experimenta un cambio de temperatura experimentando una dilatacin trmica.Coeficiente de rea: Es aquella en la que predomina la variacin en dos (2) dimensiones de un cuerpo, es decir: el largo y el ancho.Coeficiente de volumen: Es aquella en la predomina la variacin en tres (3) dimensiones de un cuerpo, es decir: el largo, el ancho y el alto.Tiempo: Es la magnitud fsica que mide la duracin o separacin de acontecimientos sujetos a cambio, de los sistemas sujetos a observacin, esto es, el perodo que transcurre entre el estado del sistema cuando ste aparentaba un estado X y el instante en el que X registra una variacin perceptible para un observador (o aparato de medida).Problemas1.- Una losa de concreto tiene 20m de largo. Cul ser el incremento en su longitud si la temperatura cambia de 12C a 30C?

Suponga que

2.- Un trozo de tubo de cobre tiene 6m de longitud a 20C. Qu incremento de longitud tendr cuando se caliente a 80C?3.- Una barra de plata tiene 1ft de longitud a 70F Cunto incrementara su cuando se introduce en agua hirviendo a 212F?

4.- El dimetro de un orificio en una placa de acero es de 9cm cuando la temperatura es de 20C Cul ser el dimetro del orificio a 200C?

5.- Cul es el incremento de volumen en 16.0 litros de alcohol etlico cuando la temperatura se incrementa en 30C?

Preguntas

1.- Define dilatacin.

2.- Define coeficiente de dilatacin

3.- Qu es dilatacin lineal?

4.- Qu efecto tiene la temperatura en la dilatacin?

5.- La dilatacin del material calentado es la misma en todas direcciones? Por qu?

6.- Qu significa (gamma) y cul es su formula?7.- Qu significa (beta) y cul es su formula?

8.- Qu pasa con las tuberas cuando se forma hielo? Por qu?

9.- Menciona algunos coeficientes de dilatacin de algunos materiales

10.- Qu pasa con la vibracin de los tomos cuando se eleva la temperatura.Bibliografa

http://es.wikipedia.org/wiki/Dilataci%C3%B3n_t%C3%A9rmicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Coeficiente_de_dilataci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Longitudhttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81reahttp://es.wikipedia.org/wiki/Trabajo_(f%C3%ADsica)http://www.fisicanet.com.ar/fisica/termoestatica/ap05_dilatacion.phpTipens E. Paul, Fsica: Conceptos y aplicaciones

ndice

Dilatacin . Pg. 3

Coeficiente de dilatacin . Pg. 3

Dilatacin lineal . Pg. 4

Dilatacin de rea . Pg. 5

Dilatacin de volumen Pg. 6

Dilatacin anmala del agua . Pg. 7

Tablas de informacin . Pg. 9

Parmetros y Formulas . Pg. 11

Definicin de parmetros . Pg. 12

Problemas y Preguntas . Pg. 13

Bibliografa . Pg. 14

Universidad Nacional Autnoma de Mxico

Colegio de Ciencias y Humanidades

Plantel Vallejo

De La Cruz Bello Jos Fabin

Prof. Roberto Laguna Luna

Verano del 2010

Dilatacin lineal

Dilatacin de rea

Dilatacin anmala del agua

Variacin en la densidad del agua en las proximidades de 4C

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