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Expansion Termica de Solidos y Liquidos

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Alfonso Salas G

on 20 May 2015

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Transcript of Expansion Termica de Solidos y Liquidos

Coeficientes de expansión lineal promedio para diferentes materiales
Aplicaciones en la ingeniería
Expansión Térmica de Solidos
Es una consecuencia del cambio en la separación promedio entre los átomos en un objeto. A temperatura ordinaria, los átomos en un solido oscilan respecto a sus posiciones de equilibrio con una amplitud de casi 10^(-11) m y una frecuencia cercana a 10^(13) Hz.
Las juntas de expansión térmica utilizadas en:

Edificios
Autopistas de concreto
Vias ferroviarias
Paredes de ladrillos
Puentes
Coeficiente de expansión lineal promedio
Expansión térmica de líquidos
Expansion Termica de Solidos y Liquidos
Coeficiente de Expansión volumétrica promedio
Como la forma de un fluido no está definida, solamente tiene sentido hablar del cambio del volumen con la temperatura. La respuesta de los gases a los cambios de temperatura o de presión es muy notable, en tanto que el cambio en el volumen de un líquido, para cambios en la temperatura o la presión, es muy pequeño. β representa el coeficiente de dilatación volumétrica de un líquido,



Dilatación en líquidos

Para determinar la dilatación absoluta o verdadera de un líquido se deberá considerar la dilatación que experimenta el recipiente que lo contiene. Si Vo es el volumen que ocupa el fluido a la temperatura de 0 ºC, es evidente que deberá ser Vo o Vro, si se aumenta la temperatura en t ºC, el volumen verdadero del líquido a esa temperatura, será:

Vt = Vo ( 1 + βr.t ), volumen verdadero del líquido

Vrt = Vro ( 1 + βr. t), volumen del recipiente dilatado

Vrt – Vt = Vro.βr. t = ΔVr, diferencia de volumen

el volumen verdadero del líquido a temperatura t será la suma del volumen aparente medido mas el aumento del volumen que experimenta el recipiente.

Vt = Vot + ΔVr

Si reemplazo en cada término de esta igualdad sus correspondiente expresiones equivalentes, tendremos:

Vo ( 1 + βr.t ) = Vao ( 1 + βa.t ) + Vro ( 1 + βr.t )

Como los volúmenes iniciales a 0 ºC son iguales al del recipiente Voo = Vao = Vro, simplificando Vo , la unidad y la temperatura, se tendrá:

βv = βa + βr

Método para determinar el valor de βV
considerando el volumen como la relación de la masa sobre la densidad V = m / δ, reemplazando en la expresión anterior:

(m/δ)t = (m/δ)o(1 + β.Δt) ⇒ δt = δo/ (1 + β.Δt)

Entonces:
δt. ht = δo.ho ⇒ β = 1/Δt.( ho/ht– 1 )

expresión que me permite calcular el coeficiente de dilatación cúbica de un liquido independientemente de la dilatación del recipiente que lo contiene.






Comportamiento inusual del agua
densidad del agua en funcion de la temperatura
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