Fundamento Conceptual-Dilatación lineal

1. Fundamento Conceptual
-Diferencia entre calor y temperatura
 La temperatura se encarga de medir la energía cinética (en este caso energía
térmica), mientras que el calor es la energía térmica que posee un cuerpo.
 La temperatura se mide en grados Celsius, escala Kelvin o grados Fahrenheit;
mientras que el calor se mide en Julios o Joules.
-Principales efectos térmicos en los cuerpos
Es el calentamiento que produce el contacto con las ondas electromagnéticas. Los campos
electromagnéticos generados por estaciones base y teléfonos móviles causan una
transferencia de energía que cuando entra en contacto con el cuerpo se disipa en forma de
calor en los tejidos biológicos. Ante una fuente de calor de cualquier naturaleza (natural o
artificial, el sol o la calefacción de nuestras casas) el cuerpo reacciona eliminando el calor
pasivamente por la sangre y activamente con la transpiración. A estos efectos se les
denomina efectos térmicos.
-Dilatación lineal, ecuaciones, concepto del coeficiente de dilatación lineal, ecuación,
dimensiones físicas, unidades S.I. de medida
La dilatación lineal es aquella en la cual predomina la variación en una única dimensión, o
sea, en el ancho, largo o altura del cuerpo.

2. Para estudiar este tipo de dilatación, imaginemos una barra metálica de longitud inicial L0y
temperatura θ0.
Si calentamos esa barra hasta que la misma sufra una variación de temperatura Δθ,
notaremos que su longitud pasa a ser igual a L (conforme podemos ver en la siguiente
figura):
Matemáticamente podemos decir que la dilatación es:
Pero si aumentamos el calentamiento, de forma de doblar la variación de temperatura, o
sea, 2Δθ, entonces observaremos que la dilatación será el doble (2 ΔL).
Podemos concluir que la dilatación es directamente proporcional a la variación de
temperatura.
Imaginemos dos barras del mismo material, pero de longitudes diferentes. Cuando
calentamos estas barras, notaremos que la mayor se dilatará más que la menor.
Podemos concluir que, la dilatación es directamente proporcional al larco inicial de las
barras.
Cuando calentamos igualmente dos barras de igual longitud, pero de materiales diferentes,
notaremos que la dilatación será diferente en las barras.
Podemos concluir que la dilatación depende del material (sustancia) de la barra.
De los ítems anteriores podemos escribir que la dilatación lineal es:
Dónde:
L0 = longitud inicial.
L = longitud final.
ΔL = dilatación (DL > 0) ó contracción (DL < 0)
Δθ = θ0 – θ (variación de la temperatura)
α = es una constante de proporcionalidad característica del material que constituye la barra,
denominada como coeficiente de dilatación térmica lineal.
De las ecuaciones I y II tendremos:

3. La ecuación de la longitud final L = L0 (1 + α. Δθ), corresponde a una ecuación de 1º grado
y por tanto, su gráfico será una recta inclinada, donde:
L = f (θ) ==> L = L0 (1 + α. Δθ).
El coeficiente de dilatación es el cociente que mide el cambio relativo
de longitud o volumen que se produce cuando un cuerpo sólido o un fluido dentro de un
recipiente cambia de temperatura provocando una dilatación térmica.
De forma general, durante una transferencia de calor, la energía que está almacenada en los
enlaces intermoleculares entre dos átomos cambia. Cuando la energía almacenada aumenta,
también lo hace la longitud de estos enlaces. Así, los sólidos normalmente se expanden al
calentarse y se contraen al enfriarse;1 este comportamiento de respuesta ante la temperatura
se expresa mediante el coeficiente de dilatación térmica (típicamente expresado en
unidades de °C-1):