Dilatación lineal

Para pode entender la dilatación lineal es de suma importancia comprender que la mayoría de los cuerpos tienen la capacidad de dilatarse. En el momento en el que un cuerpo aumenta su temperatura, las partículas que lo conforman tienen la capacidad de movilizarse con una velocidad mayor, y por esta razón, necesitarán crear un espacio más grande para poder así desplazarse de forma adecuada, es aquí donde entra el término dilatación lineal, un aumento en el volumen de forma longitudinal.

Temas relacionados

Termodinámica, ley de Hess

¿Qué es la dilatación lineal?

La dilatación lineal es un aumento que se da en el volumen de un material pero que tienen lugar en una única dirección, específicamente en su longitud lo que lo hace ser un proceso único en los sólidos que son sometidos a calentamiento.

En qué consiste

Antes de establecer el significado de dilatación lineal es importante tomar en cuenta lo que implica la dilatación en sí. Ésta es un cambio que puede llegar a producirse en cuanto a las dimensiones que pueden experimentar los cuerpos que están en estado sólido, líquido o gaseoso en el momento en el que la temperatura sufre una variación pero al mismo tiempo manteniendo la presión de forma constante.

Este fenómeno consiste en el aumento del volumen de un cuerpo el cual es ocasionado de forma longitudinal. La dilatación lineal es un proceso que únicamente puede presentarse en los materiales que se encuentran en un estado sólido de la materia pues deben de ser sometidos a calentamiento para poder dilatarse adecuadamente. En otras palabras se puede decir que la dilatación lineal se da específicamente en una sola dirección.

Características de la dilatación lineal

Entre sus principales características se pueden mencionar las siguientes:

• Este proceso se da únicamente en aquellos materiales que tienen o se presentan en estado sólido.
• El aumento que se de en el tamaño del cuerpo siempre será proporcional con el incremento de la temperatura que se haya aplicado.
• Depende por completo del tipo de material que conforme al cuerpo.
• Puede ser que la dilatación ocurra en longitud y altura, o, que suceda en longitud, altura y anchura.
• A pesar de que la dimensión del objeto aumenta, la presión siempre se mantendrá de forma constante.
• Este proceso también implica que se dé la separación de los átomos que conforman al material dilatado.

Coeficiente dilatación lineal

Este tipo de coeficiente es el que se encarga de poder hacer mediciones sobre el cambio relativo que se da en la longitud o en el volumen de un cuerpo en estado sólido o de un líquido cuando se encuentra dentro de un recipiente en el cual sufre un cambio de temperatura ocasionando que se presente dicha dilatación. Es importante mencionar que, cuando el calor se transmite, toda la energía que se encuentra guardada en los enlaces de los átomos sufre un cambio.

De esta manera, cada vez que la energía aumenta, la longitud de los enlaces aumenta con ella. La unidad que se utiliza para poder representar las mediciones de la dilatación lineal es (°C)-1. Existe una fórmula que se utiliza para poder medir la dilatación lineal, ésta es la siguiente:

En donde L representa al largo y T a la temperatura. ΔT será la variación de la temperatura y luego de que se establece el equilibrio térmico junto a la fuente que provoca el calor, entonces se obtendrá T’=T+ ΔT. A continuación se presenta una tabla con algunos materiales y sus respectiva dilatación lineal.

Importancia

Conocer la dilatación lineal de los cuerpos es importante porque este es un aspecto que influye en muchos campos de la vida diaria. Es importante, por ejemplo, en las instalaciones de tuberías que transportan agua caliente lo que permite aumentar la vida útil de los materiales que se utilizan. Materiales como las varillas de construcción pueden ser expandidas utilizando la dilatación lineal lo cual es importante pues estos materiales forman parte del desarrollo.

Ejemplos de la dilatación lineal

Algunos ejemplos que pueden ser observados en los cuales está presenta la dilatación lineal son los siguientes:

• En las vías del tren las cuales están sujetas a temperaturas sumamente elevadas conforme los vagones de la máquina van pasando. Esto produce un agitación importante en todos los átomos de la estructura lo que hace que el ferrocarril pueda expandirse.
• Otro ejemplo claro que es más fácil de observar de forma cotidiana es cuando se toma una barra o un trozo de algún material y se somete a temperaturas altas, este aumento producirá que las dimensiones se alteren aumentando la longitud.
• Se pueden mencionar materiales como las tuberías, pisos de parquet, y varillas metálicas utilizadas en la construcción.