fc3adsica-general-10ma-edicic3b3n-schaum

150 FÍSICA GENERALDILATACIÓNTÉRMICA15LA TEMPERATURA (T ) se puede medir en la escala Celsius, donde el punto de congelación del agua es a 0 °C yel punto de ebullición (bajo condiciones normales) es a 100 °C. La escala Kelvin (o absoluta) está desplazada 273.15grados respecto de la escala Celsius, así que el punto de congelación del agua está a 273.15 K y el punto de ebullicióna 373.15 K. El cero absoluto, temperatura que se analizará en el capítulo 16, está a 0 K (273.15 °C). La aún usadaescala Fahrenheit se relaciona con la escala Celsius mediante la ecuaciónTemperatura Fahrenheit 9 (temperatura Celsius) 325DILATACIÓN LINEAL DE UN SÓLIDO: Cuando un sólido sufre un aumento de temperatura ∆T, su incrementoen longitud ∆L es casi proporcional al producto de su longitud inicial L 0por el cambio de temperatura ∆T. Esto es,∆L L 0∆Tdonde la constante de proporcionalidad se llama coeficiente de dilatación lineal. El valor de depende de la naturalezade la sustancia. Para los fines de esta obra se puede tomar como constante independiente de T, aun cuandoesto rara vez es exactamente cierto.De la ecuación anterior, es el cambio en longitud por unidad de longitud inicial y por unidad de temperatura.Por ejemplo, si 1.000 000 cm de longitud de latón se convierte en 1.000 019 cm de longitud cuando la temperaturase eleva 1.0 °C, el coeficiente de dilatación lineal para el latón esDILATACIÓN SUPERFICIAL: Si un área A 0se dilata a A 0 ∆A cuando se sujeta a un aumento de temperatura∆T, entonces∆A A 0∆Tdonde es el coeficiente de dilatación superficial. Para un sólido isotrópico (que se expande de la misma maneraen todas direcciones), 2.DILATACIÓN VOLUMÉTRICA: Si un volumen V 0cambia por una cantidad ∆V cuando se sujeta a un cambio detemperatura ∆T, entonces∆V V 0∆Tdonde es el coeficiente de dilatación volumétrica, el cual puede ser un aumento o una disminución en volumen.Para un sólido isotrópico, 3.150PROBLEMAS RESUELTOS15.1 [I] Una barra de cobre tiene una longitud de 80 cm a 15 °C. ¿Cuál es el incremento de su longitud cuando sutemperatura aumenta a 35 °C? El coeficiente de dilatación lineal del cobre es 1.7 × 10 5 °C 1 .∆L L 0∆T (1.7 × 10 5 ºC 1 )(0.80 m)[(35 15) ºC] 2.7 × 10 4 m15.2 [II] Un cilindro de 1.000 00 cm de diámetro a 30 °C se tiene que deslizar dentro de un agujero en una placa deacero. El agujero tiene un diámetro de 0.99970 cm a 30 °C. ¿A qué temperatura se debe calentar la placa?Para el acero, 1.1 × 10 5 °C 1 .www.FreeLibros.com