Principio de Heisenberg - EXPANSION TERMICA FISICA GENERAL PARA CIENCIAS DE LA SALUD (FS-104) Erick

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  • EXPANSION TERMICA

    FISICA GENERAL PARA CIENCIAS DE LA SALUD (FS-104)

    Erick Salgado

    UNAH-Escuela de Física Dilatación Térmica FS-104 III UNIDAD

  • Expansión Térmica

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

    •La expansión térmica es el resultado de un cambio en la distancia promedio que separa los átomos de una sustancia, conforme ésta se calienta.

    • 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 como si estuvieran separados por resortes.

    UNAH-Escuela de Física Dilatación Térmica FS-104 III UNIDAD

  • UNAH-Escuela de Física Dilatación Térmica FS-104 III UNIDAD

    Figura 2. la junta vertical larga se llena con un material suave para permitir que la pared se expanda y contraiga a medida que cambia la temperatura de los ladrillos.

    Figura 1. las juntas de expansión térmica se usan para separar secciones de autopistas en los puentes. Sin estas juntas, las superficies se pandearían debido a la expansión térmica en días muy calientes o se fracturarían debido a contracción en días fríos.

  • Expansión Térmica Lineal

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

    •Se considerara que el material es un solido isotrópico (Que tiene propiedades que son idénticas en todas direcciones) por tanto la expansión lineal se podrá extrapolar para 2 y 3 dimensiones.

    •Si el cambio de temperatura es pequeño, la expansión lineal (o contracción) es aproximadamente proporcional a ∆𝑇 = 𝑇𝐹 − 𝑇𝑖, donde 𝑇𝐹 es la temperatura final y 𝑇𝑖 es la temperatura inicial de la muestra.

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  • Expansión Térmica Lineal

    • El cambio fraccionario de longitud es 𝐿−𝐿𝑜

    𝐿𝑜 o bien

    ∆𝐿

    𝐿𝑜 donde 𝐿𝑜 es la

    longitud original del sólido a la temperatura inicial. Esta razón está relacionada con la temperatura así:

    ∆𝐿

    𝐿𝑜 =

    𝐿−𝐿𝑜

    𝐿𝑜 = 𝛼∆𝑇

    𝐿 − 𝐿𝑜 = 𝐿𝑜𝛼∆𝑇 ó

    . 𝐿 = 𝐿𝑜 + 𝐿𝑜𝛼∆𝑇

    𝐿 = 𝐿𝑜(1 + 𝛼∆𝑇)

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  • Expansión Térmica Lineal

    • donde 𝛼 es el coeficiente térmico de expansión lineal. Las unidades de 𝛼 son el recíproco de temperatura: recíproco de grados Celsius (𝐶𝑜−1). En la siguiente tabla se dan valores de 𝛼 para algunos materiales:

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  • Expansión Térmica Superficial

    • El cambio fraccionario será de área y es 𝐴−𝐴𝑜

    𝐴𝑜 o bien

    ∆𝐴

    𝐴𝑜 donde 𝐴𝑜 es el

    área original del sólido a la temperatura inicial. Esta razón está relacionada con la temperatura así:

    ∆𝐴

    𝐴𝑜 =

    𝐴−𝐴𝑜

    𝐴𝑜 = 2𝛼∆𝑇

    𝐴 − 𝐴𝑜 = 𝐴𝑜2𝛼∆𝑇 ó

    . 𝐴 = 𝐴𝑜 + 𝐴𝑜2𝛼∆𝑇

    𝐴 = 𝐴𝑜(1 + 2𝛼∆𝑇)

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  • Expansión Térmica Volumétrica

    • El cambio fraccionario será de volumen y es 𝑉−𝑉𝑜

    𝑉𝑜 o bien

    ∆𝑉

    𝑉𝑜 donde

    𝑉𝑜 es el volumen original del sólido a la temperatura inicial. Esta razón está relacionada con la temperatura así:

    ∆𝑉

    𝑉𝑜 =

    𝑉−𝑉𝑜

    𝑉𝑜 = 3𝛼∆𝑇

    𝑉 − 𝑉𝑜 = 𝑉𝑜3𝛼∆𝑇 ó

    . 𝑉 = 𝑉𝑜 + 𝑉𝑜3𝛼∆𝑇

    𝑉 = 𝑉𝑜(1 + 3𝛼∆𝑇)

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  • Algunas Aplicaciones en odontología:

    •Comportamiento Térmico de materiales odontológicos.

    • Conductividad Térmica • Difusividad Térmica •Índice Térmico (Coeficiente de expansión térmica lineal (CETL))

    Con el CETL se utiliza el mismo principio de expansión que se hablo anteriormente aplicado a una cavidad dental.

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  • Algunas Aplicaciones en odontología:

    •Alto coeficiente de expansión térmica lineal (CETL)

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  • Valores de CETL en estructuras dentales

    Un CETL muy superior al diente será un material de obturación que conllevara a la presencia de un fenómeno llamado microfiltración marginal y posteriormente a una fractura de paredes cavitarias.

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  • Valores de CETL en estructuras dentales

    Es por esa razón que los estudios del CETL de estos materiales se realizan en laboratorios en los cuales se les aplican ciclos térmicos para poder verificar con cierto grado de confianza dichos valores.

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  • •Coeficiente de Expansión Térmica Lineal (CETL) de algunos materiales odontológicos.

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  • •Coeficiente de Expansión Térmica Lineal (CETL) de algunos materiales odontológicos.

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