Dilatación térmica
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Se denomina dilatación al cambio de longitud, volumen o alguna otra dimensión métrica que sufre un cuerpo físico debido al cambio de temperatura que se provoca en ella por cualquier medio.
[editar] Dilatación lineal
El coeficiente de dilatación lineal, designado por αL, para una dimensión lineal cualquiera se puede medir experimentalmente comparando el valor de dicha magnitud antes y después de cierto cambio de temperatura como:
Donde ΔL, es el incremento de longitud cuando se aplica un pequeño cambio global y uniforme de temperatura ΔT a todo el cuerpo. El cambio total de longitud de la dimensión lineal que se considere, puede despejarse de la ecuación anterior:
Donde:
- α=coeficiente de dilatación lineal [1/C°]
- L0= Longitud inicial del cuerpo.
- Lf= Longitud final del cuerpo.
- T0= Temperatura inicial del cuerpo.
- Tf= Temperatura final del cuerpo.
[editar] Dilatación volumétrica
El coeficiente de dilatación volumétrico, designado por αV, se mide experimentalmente comparando el valor total de un cuerpo antes y después de cierto cambio de temperatura como, y se encuentra que en primera aproximación viene dado por:
Experimentalmente se encuentra que un sólido isótropo tiene un coeficiente de dilatación volumétrico que es aproximadamente tres veces el coeficiente de dilatación lineal. Esto puede probarse a partir de la teoría de la elasticidad lineal. Por ejemplo si se considera un pequeño prisma rectangular (de dimensiones: Lx, Ly y Lz), y se somete a un incremento uniforme de temperatura, el cambio de volumen vendrá dado por: