CAPITULO VIII TEMPERATURA Y DILATACION

La dilatación del tubo de cobre hace que el alambre indicador gire. La relación
entre el incremento Δ L en el largo del tubo, el ángulo de giro φ , en radianes, y el
diámetro D del alambre, puede ser encontrada mediante el siguiente razonamiento :
Si un cilindro rueda un ángulo φ , sin resbalar, su apoyo en la base cambia del
punto G al punto G' , corriéndose una distancia R φ .
Si además, una barra colocada sobre
el cilindro no resbala, su punto de
apoyo cambia de C a C' , corriéndose
también en Rφ . Resulta, por tanto,
que al girar el cilindro un ángulo φ , el
punto de apoyo de la barra sobre el
cilindro se desplaza, respecto a un
observador fijo en la base, una
barra
C
C’
R
O R
φ
G’
G
C’
O
φ
C
distancia 2Rφ , siempre que no haya
resbalamiento.
G base G’ base
Obtenemos así la relación ΔL D⋅φ
Entonces, las mediciones efectuadas nos permiten calcular, aproximadamente,
el coeficiente de dilatación lineal del cobre :
−5
obteniendo α 1,7 ⋅10[
1 °C]
Cu
Coeficientes de dilatación lineal.
ΔL 1 D⋅φ
α Cu = ⋅
=
L Δt L ⋅ t −t
( )
a a v a
0,60 mm
85 ⋅2π rad
=
620 mm 100 16 °C
[ ] ⋅ [ ]
360
[ ] ⋅( − )[ ]
* En la tabla siguiente indicamos valores medios típicos de coeficientes de dilatación
(expansión) lineal de algunas substancias :
Material α [ 1°C]
Material α [ 1 °C]
Cuarzo
Invar
Vidrio
Acero
Cobre
Latón
7
4,0 10 −
⋅ Bronce 5
2,0 10 −
⋅
7
9,0 10 −
⋅ Aluminio 5
2,4 10 −
⋅
6
5,0 10 −
⋅ Zinc 5
2,5 10 −
⋅
5
1,2 10 −
⋅ Plomo 5
2,9 10 −
⋅
5
1,4 10 −
⋅ Hielo 5
5,1 10 −
⋅
5
1,9 10 −
⋅ Caucho 5
8,0 10 −
⋅
L. Laroze, N. Porras, G. Fuster 289 Conceptos y Magnitudes en Física