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2013-02-22T02:42:37+01:00

DILATACION DE SOLIDOS Y LIQUIDOS

 

 

 

DILATACIÓN:

Es el aumento de volumen que experimentan los cuerpos por cuando aumenta su temperatura.

 

Fácil  es probar  que todos los cuerpos, salvo muy raras excepciones, se dilatan al calentarse  y se contraen al enfriarse. Para ellos basta con calentar  o enfriar diversos cuerpos y observar lo que ocurre.

Igualmente sencillo es probar que la dilatación se produce en todas direcciones, lo que no podría  ser de otro modo desde que se trata de un aumento  de volumen.

Sin embargo, de acuerdo  son las características dimensionales de los cuerpos, en la práctica, se acostumbra hacer distinción entre dilatación longitudinal o lineal, dilatación superficial y dilatación cúbica.

DILATACIÓN DE LOS LÍQUIDOS

 

En el caso de los líquidos, salvo casos excepcionales,  hablaremos exclusivamente de dilatación cúbica, por cuanto, aún en los tubos capilares de los termómetros, es necesario considerar que la dilatación en el sentido transversal influye en la dilatación lineal observada.

Por otra parte, es prácticamente imposible  independizar po completo  la dilatación del líquido de la experimentada por el recipiente que lo contiene, de tal modo que se hace necesario distinguir entre  dilatación aparente y dilatación  absoluta o verdadera del líquido.

Dilatación  aparente es la dilatación que se observa en el líquido, influenciada por la que experimenta el recipiente que lo contiene.

Dilatación absoluta  es la dilatación verdadera del líquido, que observaríamos si el recipiente no se dilatara.

Resulta evidente que  la dilatación  absoluta de un líquido  equivale a la dilatación aparente observada más  la que experimenta el recipiente.

O sea:        D absoluta =  D aparente + D recipiente

 

Y como se trata, en cada caso, de dilatación cúbica, se tiene que el coeficiente de dilatación  absoluta del líquido  es igual al coeficiente  de dilatación aparente más del de dilatación cúbica del recipiente.

 

Luego, basta determinar el coeficiente de dilatación  aparente, en la forma  como se procedió  para los sólidos,  para que s etenga el de dilatación absoluta y, con ello, sea posible aplicar a los líquidos  las mismas fórmulas de dilatación cúbica que a los sólidos.

A continuación se indican algunos coeficientes d edilatación absoluta, expresados en  (ºC)-1

 

 

Liquido                        coeficiente de dilatación absoluta

Alcohol                       0,00112

Mercurio                     0,00018

Petróleo                     0,00096

Agua                          0,00021

 

En cuanto a la significación de estos coeficientes, ella puede darse, como la de cualquier coeficiente de dilatación  cúbica en forma análoga a la indicada para los coeficientes de dilatación lineal.

 

 

DILATACIÓN DEL AGUA

 

Estudiaremos aparte el caso del agua, dado que representa características que hacen  de su dilatación un caso muy especial.

Se ha podido comprobar, haciendo mediciones experimentales, que el agua, al aumentar  su temperatura  entre 0ºC  y 4ºC  se contrae en lugar de dilatarse.  Cuando  la temperatura sube gradualmente, desde los 4ºC, el agua empieza a dilatarse con mayor regularidad.

Este  compartimiento extraordinario del agua, que algunos llaman anomalía, tiene consecuencias tan importantes como las siguientes:

 

a) el agua tiene su menor volumen y por consiguiente  su mayor densidad a 4ºC. esto explica  que para ciertas  definiciones  o experiencias se hable de agua destilada a 4ºC.

 

b) la temperatura del agua en el fondo de los grandes ríos, lagos y mares se mantiene siempre próxima a los 4ºC, lo que explica el normal desarrollo de la vida animal y vegetal en ellos en la épocas  de los grandes fríos, en que se produce la solidificación del agua la solidificación del agua desde la superficie sólo hasta cierta profundidad muy relativa.

El proceso de enfriamiento del agua hasta la solidificación de la superficie es el siguiente: el agua de la superficie se enfría hasta los 4ºC  y entonces baja hacia  el fondo, por su mayo densidad, mientras otra más cálida ocupa su lugar. Con  ésta se produce lo mismo y luego con la que sigue y así sucesivamente hasta  que toda la masa del líquido está a 4ºC. al continuar enfriándose, el agua de la superficie ya no baja, pues ahora aumenta de volumen y, por lo tanto, se hace  menos densa y permanece  en su lugar hasta su solidificación.