Dilatación

La dilatación es el ensanchamiento, alargamiento o aumento de tamaño de alguna cuestión o cosa. En los sólidos, la dilatación va en 3 dimensiones, largo, ancho y alto. Con calor se dilata y con frío se contrae, a esto se le llama dilatación térmica.
En los gases y líquidos, las partículas chocan unas con otras en forma continua; pero si se calientan chocarán violentamente y provocarán la dilatación. En los sólidos las particulas vibran alrededor de posiciones fijas.

                                                  Lf= Lo [ 1 + α (tf + to)]  (formula para conocer la longitud final)

Lf= Longitud final (mts)
Lo= Longitud inicial (mts)
Tf= Temp. Final (°C)
To= Temp. Inicial (°C)

α= Coeficiente de dilatación lineal (1/°C)

                                                     α= Lf - Lo 

                                                         Lo (tf-to)        (formula para saber la sustancia)

Sustancia                                          a (1/°C)

Hierro                                               11.7x10-6

Aluminio                                           22.4x10-6

Cobre                                               16.7x10-6

Plata                                                 18.3x10-6

Plomo                                               27.3x10-6

Niquel                                               12.5x10-6

Acero                                                11.5x10-6

Zinc                                                   35.4x10-6

Vidrio                                                7.3x10-6

Oro                                                   1.5x10-6

Hormigón                                           2x10-6

Grafito                                                0.79x10-6

Cuarzo                                               0.04x10-6

Ejemplo:

Un puente de acero de 100mts de largo con una temperatura de 11°C aumenta hasta 45°C ¿Cuál será su longitud final?

Datos:

To= 11°C                         Lf= 100 [1 + 11.5x10-6 (45-11)]

Lo= 100mts                      Lf= 100 [1 + 11.5x10-6 (34)]

Tf= 45°C                          Lf= 100 [3.91x10-4)

α= 11.5x10-6                   Lf= 100.03 mts



Dilatación de área.
                                               Af= Ao [1+ Y (tf-to)] (formula para obtener el area final)
Af= Area final (m2)
Ao= Area Inicial (m2)
Tf= Temperatura Final (°C)
To= Temperatura Inicial (°C)
Y= Coeficiente de dilatación de área.


                                                   Y=Af- Ao 
                                                        Ao (tf-to)   (Formula para saber la sustancia)          


COEFICIENTES DE DILATACION DE AREA

Hierro              23.4x10-6

Aluminio           44.8x10-6

Cobre              33.4x10-6

Plata                36.6x10-6

Plomo              54.6x10-6

Niquel              25x10-6

Acero               23x10-6

Zinc                  70.8x10-6

Vidrio               14.6x10-6

Oro                  3x10-6

Ejemplo:
A una temperatura de 13°C una placa de zinc tiene un area de 1.5m2 ¿Cuál será el área final al aumentar su temperatura 32°C?

To= 13°C              Af= 1.5[1+70.8x10-6(45-13)]
Ao= 1.5m2            Af= 1.5[1+70.8x10-6(32)]
Y= 70.8x10-6        Af= 1.5[1+2.26x10-3]
tf=45°C                Af= 1.5[1.0022656]
                            Af= 1.5033984 m2

Dilatación cúbica

                                            Vf= Vo[1+B(tf-to)]   (formula para conocer el volumen final)

Vo= volumen final (m3)
Tf= Temperatura final en °C
To= Tempertura inicial en °C
B= Coeficiente de dilatación

COEFICIENTES DE DILATACIÓN CÚBICA
Hierro                 35.1x10-6

Aluminio             67.2x10-6

Cobre                 50.1x10-6

Acero                 34.5x10-6

Vidrio                 21.9x10-6

Mercurio             182x10-6

Gicerina              485x10-6

Alcohol Etílico     746x10-6

Petróleo               895x10-6