Coeficientes de dilatación
De forma general, durante una transferencia de
calor, la energía que está almacenada en los enlaces intermoleculares entre dos
átomos
cambia. Cuando la energía almacenada aumenta, también lo hace la
longitud de estos enlaces. Así, los sólidos normalmente se expanden al
calentarse y se contraen al enfriarse;
1 este comportamiento de respuesta ante la temperatura se expresa mediante el
coeficiente de dilatación térmica (típicamente expresado en unidades de °C
-1):
Sólidos
Para sólidos, el tipo de coeficiente de dilatación más comúnmente usado es el coeficiente de dilatación lineal α
L.
Para una dimensión lineal cualquiera, se puede medir experimentalmente
comparando el valor de dicha magnitud antes y después de cierto cambio
de temperatura, como:
Puede ser usada para abreviar este coeficiente, tanto la letra griega alfa
como la letra lambda
.
Térmica
Dilatación, por lo general, la materia se dilata al calentar y se
contrae al enfriarla. Esta dilatación se supone que "a" no depende de la
temperatura lo cual no es estrictamente cierto.Se denomina dilatación
térmica al aumento de longitud, volumen o alguna otra dimensión métrica
que sufre un cuerpo físico debido al aumento de temperatura que se
provoca en él por cualquier medio.
Gases y líquidos
En gases y líquidos es más común usar el coeficiente de dilatación volumétrico
o
, que viene dado por la expresión:
Para sólidos, también puede medirse la dilatación térmica, aunque
resulta menos importante en la mayoría de aplicaciones técnicas. A
partir del cálculo se deduce que el coeficiente de dilatación
volumétrico es el triple del coeficiente de dilatación lineal, por lo
tanto, para los rangos donde el coeficiente es constante se cumple:
Nota: La unidad del SI (Sistema Internacional) es el Kelvin (K),
aunque como se trata de variaciones, esto no afecta los cálculos.
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