Dilatación térmica. - Reforma de la Educación Secundaria

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Los resultados anteriores demuestran que el cambio en la longitud de una barra es proporcional al cambio en su temperatura. Esto se escribe en forma matemática de la siguiente manera: ΔL ∝ ΔT Pasemos ahora a comparar la dilatación de varias barras de diferentes longitudes. Ya vimos arriba que una barra de aluminio de 10 metros de largo se expande 25 milímetros cuando su temperatura se eleva 100°C. De acuerdo a lo anterior, ¿cuántos milímetros crees que se dilatará una barra de 5 metros cuando se calienta 100°C? ___________________________________________________ La tabla siguiente presenta los aumentos en la longitud de varias barras de aluminio que se han calentado 100°C. Obtén los datos que faltan. Longitud de la barra (m): 1 Aumento en la longitud (mm): 5 12.5 10 25 20 50 125 100 Los resultados anteriores demuestran que el cambio en la longitud de una barra es proporcional a la longitud original de la barra. Esto se escribe en forma matemática de la siguiente manera: ΔL ∝ Lo En la tabla anterior encontramos que una barra de aluminio de 1 metro de longitud se dilata 2.5 milímetros cuando se calienta 100°C. Este aumento en la longitud puede expresarse como 0.0025 metros. Si la barra anterior de 1 metro se calentara solamente 1°C, ¿qué aumento en la longitud se observaría? (expresa tu resultado en metros) _______________________ (sugerencia: tienes ya el aumento en la longitud para cuando la temperatura se eleva 100°C. Divide este aumento entre 100 para e ncontrar el aumento por cada grado). Al aumento en la longitud de un material por cada metro y por cada grado de temperatura se le llama su coeficiente de dilatación. Este coeficiente se representa por la letra griega “alfa” (α). El coeficiente de dilatación del aluminio es de 0.000025 (este fue el resultado anterior que encontraste). El coeficiente de dilatación del ladrillo es de 0.00001.
Los resultados de esta actividad se pueden sintetizar en una sola fórmula: Discute su significado con toda la clase. ΔL = α Lo ΔT En las páginas anteriores estudiamos la expansión de una barra de aluminio. Determinamos que una barra de 10 metros de este material se dilata 25 milímetros cuando se eleva su temperatura 100°C. Esto es equivalente a decir que su coeficiente de dilatación es de 0.000025. En la tabla siguiente damos datos similares de otros materiales sobre su dilatación. Material: Dilatación de 10 metros de material a un aumento de 100°C: Coeficiente de dilatación α : Acero 12 mm 0.000012 Aluminio 25 mm 0.000025 Cemento 14 mm 0.000014 Cobre 16 mm 0.000016 Diamante 1 mm 0.000001 Hierro 10 mm 0.00001 Ladrillo 10 mm 0.00001 Oro 13 mm 0.000013 Parafina 130 mm 0.00013 Plomo 30 mm 0.00003 Vidrio 10 mm 0.00001 De acuerdo con la información de esta tabla, discute los siguientes puntos, primero con tu equipo y después con toda la clase: • ¿Es poco o es mucho lo que se dilatan los materiales al calentarse? ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ • ¿Crees que es importante tomar en cuenta esta dilatación en la construcción de puentes, vías de tren, edificios, etcétera? ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________
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