Los sólidos se dilatan al aumentar la temperatura debido a las vibraciones más intensas de sus moléculas. Los líquidos también se dilatan al calentarse, aunque en mayor proporción que los sólidos. El agua es única entre los líquidos porque se contrae entre 0°C y 4°C al calentarse, y su densidad máxima ocurre a 4°C.

1. Dilatación de sólidos y líquidos
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. Según su naturaleza cada cuerpo posee lo
que se llama coeficiente de dilatación térmica, cuyo símbolo es a. La dilatación en
los solidos es el calentamiento de las moléculas que vibran con mayor
intensidad. Los líquidos se caracterizan por dilatarse al aumentar la temperatura,
siendo su dilatación volumétrica unas diez veces mayor que la de los sólidos. Sin
embargo, el agua siendo el líquido más común, no se comporta como los otros
líquidos.
¿Por qué crees que algunos elementos sólidos a mayor temperatura aumentan su
longitud? ¿Qué sucede con el agua? ¿Qué diferencia tiene con los otros líquidos?

2. Desarrollo:
La dilatación es aquel fenómeno físico que consiste en la variación de las
dimensiones de un cuerpo debido al calor.
Cuando se entrega calor a un cuerpo, aumenta su temperatura (se calienta) y a su
vez aumentan sus dimensiones, es decir, se dilata. Si se quita calor del cuerpo, su
temperatura disminuye (se enfría) y sus dimensiones también disminuyen,
se dice que en cuerpo se contrae.
Todos los cuerpos, independientemente de que sean sólidos, líquidos o gaseosos,
se dilatan cuando aumenta su temperatura.
En el caso de los sólidos, la dilatación se produce en la estructura interna del
cuerpo, los átomos que constituyen la sustancia sólida se encuentran distribuidos
ordenadamente, lo cual origina una estructura denominada red cristalina del
sólido. Esos átomos están en constante vibración respecto de una posición media
de equilibrio.
Cuando aumenta la temperatura del sólido se produce un incremento en la
agitación de sus átomos haciéndolos que vibren y se alejen de su posición de
equilibrio, la distancia media entre los átomos se vuelve mayor lo que ocasiona la
dilatación del sólido.
La dilatación de un cuerpo puede ser:
Dilatación Lineal
El efecto más frecuente producido por cambios de temperatura es un cambio en el
tamaño. Con pocas excepciones, todas las sustancias incrementan su tamaño
cuando se eleva la temperatura. Los átomos en un sólido se mantienen juntos en
un arreglo regular debido a la acción de fuerzas eléctricas.
A cualquier temperatura los átomos vibran con cierta frecuencia y amplitud. A
medida que la temperatura aumenta, se incrementa la amplitud (desplazamiento
máximo) de las vibraciones atómicas. Esto da por resultado a un cambio total en
las dimensiones del sólido. Un cambio de un sólido en una dimensión de llama
dilatación lineal. Experimentalmente se ha encontrado que un incremento original
y del cambio de temperatura.
Dilatación de Área
La dilatación de área no se restringe a la dilatación de un sólido. Cualquier línea
recta trazada atreves del solido aumenta su longitud por unidad de longitud con
una velocidad dada por su coeficiente de dilatación α. Por ejemplo, en un cilindro
solido, la longitud, el diámetro y la diagonal trazada atreves del solido aumentaran
sus dimensiones en la misma proporción.
Dilatación de Volumen
La dilatación del material calentado es la misma en todas direcciones. Por lo tanto,
el volumen de un liquido, gas o solido tendrá un incremento en volumen predecible
al aumentar la temperatura.

3. Frecuentemente tenemos ocasión de darnos cuenta, directa o indirectamente, del
efecto que el calor produce sobre los cuerpos, aumentando sus dimensiones,
fenómeno conocido como dilatación térmica. Este efecto debe tenerse muy en
cuenta en ciertos casos, para evitar los efectos destructivos de las fuerzas de
dilatación que se crean.
Como por ejemplo los carriles del ferrocarril que son colocados sobre las
traviesas, dejan entre ellos un espacio de unos milímetros, con el fin de que al
producirse por efecto del calor solar un fuerte calentamiento, favorecido por el
hecho de que siendo las traviesas en muchos casos de madera, aíslan al carril del
suelo, puedan alargarse libremente.
Como el líquido carece de forma propia, solo puede tener sentido hablar de
dilatación cúbica, pues sus dimensiones dependen del recipiente que lo contiene.
Los líquidos se caracterizan por dilatarse al aumentar la temperatura, siendo su
dilatación volumétrica unas diez veces mayor que la de los sólidos.
Sin embargo, el líquido más común, el agua, no se comporta como los otros
líquidos. En la figura 1, se muestra la curva de dilatación del agua. Se puede notar
que, entre 0 y 4ºC el agua líquida se contrae al ser calentada, y se dilata por
encima de los 4ºC, aunque no linealmente. Sin embargo, si la temperatura
decrece de 4 a 0ºC, el agua se dilata en lugar de contraerse. Dicha dilatación al
decrecer la temperatura no se observa en ningún otro líquido común; se ha
observado en ciertas sustancias del tipo de la goma y en ciertos sólidos cristalinos
en intervalos de temperatura muy limitados, un fenómeno similar. La densidad del
agua tiene un máximo a 4ºC, donde su valor* es de 1 000 kg/m3. A cualquier otra
temperatura su densidad es menor. Este comportamiento del agua es la razón por
la que en los lagos se congela primero la superficie, y es en definitiva lo que hace
posible la vida subacuática.
Figura 1

4. Conclusiones:
Como conclusión a este trabajo, nos dimos cuenta que alrededor de nosotros, los
objetos, ya sean sólidos, líquidos o gaseosos se dilatan. El caso más especifico,
es el del agua, pero también el de las vías de ferrocarril, el cual nombramos con
anterioridad. El agua es distinta a los demás líquidos, por su densidad, cosa que
ya esta explicita en el trabajo.