¿Qué es la dilatación térmica?

1. Concepto de DILATACIÓN

La dilatación térmica es una propiedad física de los materiales, por la cual casi todas las sustancias experimentan un aumento de volumen, debido al aumento de temperatura.

La dilatación térmica se produce tanto en los materiales en estado sólido, líquido y gaseoso.

A la disminución del volumen debido a la disminución de la temperatura, se le denomina contracción. 

2. Dilatación de sólidos

Cuando un cuerpo se dilata, lo hace en sus tres dimensiones. Si una de las dimensiones es mucho mayor que las otras, se habla de esa dilatación, por ejemplo una varilla experimenta una dilatación lineal porque su longitud es mucho mayor que su altura y espesor. Así pues, podemos encontrar dilatación lineal (como en la varilla del ejemplo), superficial (en una placa) y volumétrica.

El aumento del tamaño dependerá del tamaño inicial, de la variación de temperatura que experimenta y del tipo de material que se trate. 

3. Dilatación de líquidos

Los líquidos experimentan una dilatación mayor que los sólidos cuando se someten a un aumento de temperatura.

La dilatación de los líquidos es más difícil de medir, pues el material en estado líquido se debe colocar dentro de otro material que lo contenga y dicho material también se dilata, en general se utilizan tubos muy finos llamados capilares.

La figura 1 muestra un balón que contiene un líquido, el mismo cuenta con un tapón perforado por el que pasa un tubo muy fino, llamado capilar.

En la figura 2, luego de calentarlo, la temperatura de líquido aumenta y se observa la dilatación del mismo porque la altura del líquido en el capilar es mayor.

4. Dilatación de gases

Las sustancias en estado gaseoso son las que más se dilatan por aumento de temperatura.

Se estudia su dilatación utilizando para tapar el recipiente una tapa móvil llamada pistón, de ese modo se puede visualizar el aumento del volumen que experimenta el gas cuando su temperatura aumenta.

En la figura se representa un globo aerostático.

5. El agua una excepción

En el caso del agua, se observa que experimenta una dilatación entre los 0°C y los 4°C, es decir el agua aumenta su volumen al congelarse (por eso el hielo flota en el agua líquida), a partir de los 4°C el agua líquida se dilata como otros líquidos al aumentar su temperatura. En posteriores cursos estudiarás con detalle el porqué de este comportamiento del agua.

6. Créditos

Bibliografía consultada/Sitios:

• Alvarenga, B., Máximo, A. (1998). Física General. México: Oxford.
• Hewitt, P. (1999). Física Conceptual. México: Addison Wesley Longman.

Imágenes:

• Concepto de dilatación: http://www.correodelmaestro.com/publico/html5022014/capitulo1/recursos/imart1.jpg
  
• Dilatación de sólidos: http://www.pps.k12.or.us/district/depts/edmedia/videoteca/curso3/htmlb/GRA_315.GIF
  
• Dilatación de líquidos: http://www.geocities.ws/jdazconejo/05lab.html
  
• Dilatación de gases: http://www.nationalgeographic.com.es/medio/2013/12/11/h501138d_2000x1402.jpg
  
• El agua una excepción: http://www.guauquecosas.com/grandes-pedazos-de-hielo-flotando-en-lagos-del-norte