El documento explica los conceptos de dilatación térmica y expansión térmica de sólidos y líquidos. Indica que los materiales se expanden al aumentar su temperatura debido al aumento de la amplitud de vibración de los átomos y las distancias intermoleculares. También describe el coeficiente de expansión térmica lineal y volumétrica.

1. Dilatación térmica o
Expansión térmica de sólidos y
Líquidos

2. Modelo estructural de la
configuración atómica de un
solidó. El modelo supone que
los átomos se unen entre si
por medio de resortes que
reflejan la naturaleza elástica
de las fuerzas ínterátomos.
Los materiales se dilatan (expandan) al aumentar su temperatura. Esto
ocurre porque los átomos vibran con mayor amplitud y las distancias
medias intermoleculares aumentan. La separación promedia entre los
átomos aumenta.

3. Expansión lineal
• Si la expansión térmica de un objeto es pequeña comparada con
las dimensiones de objeto.
• Si Li es la longitud inicial, la longitud L aumenta con cantidad ∆L,
cuando la temperatura cambia con ∆T. Con experimentos se
puede mostrar que:

4. Coeficiente promedio de expansión.

5. Expansión volumétrica
• Cuando un objeto se calienta, todas las dimensiones, incluido el
radio interior aumentan. Se deduce que el volumen y el área
superficial tamben varían con la temperatura.

6. Expansión volumétrica
• Vi=Li
3

7. • Se puede demonstar que: β =3α
• La misma manera se define
expansión de área.

8. DESCRIPCIÓN MACROSCÓPICA DE UN GAS IDEAL.
• Tenemos un gas de masa m, contenido en un envase de
volumen V a una presión P y a una temperatura T y se
busca una relación entre estas variables, llamadas
variables termodinámicas.
• En general, la ecuación que relaciona las variables
termodinámicas, que se llama ecuación de estado, es
ecuación muy complicada, pero si el gas se mantiene a
baja presión (baja densidad), se puede establecer en
forma experimental una ecuación muy simple.
• Un gas a baja densidad se le llama un gas ideal.
• La mayoría de los gases a la temperatura ambiente y a
la presión atmosférica, se comportan aproximadamente
como gases ideales.

9. Se define un modelo de gas ideal:
Es el gas formado por moléculas puntuales que no están sometidas a
fuerzas de interacción.

10. • Para establecer la ecuación de
estado de un gas ideal,
considerar un gas encerrado
en un envase cilíndrico, cuyo
volumen puede variar por
medio de un émbolo móvil,
como se muestra en la figura.
• Se supone que el cilindro no
tiene fugas, por lo tanto la
masa del gas permanece
constante.
• Para este sistema con
experimentos se encuentra
que:

19. S10. Se corta un agujero cuadrado de 8.00 cm de lado en una lamina
de cobre. El coeficiente del cobre es 17.0x 10-6 C-1.
1. Calcular el cambio del área del agujero cuando la temperatura de
la lamina se incrementa 50.0 K.
2. Representa este cambio un aumento o una disminución del área
que abarca el agujero?

20. • S12. A 20.0 C, una arandela de aluminio tiene
un radio interior de 5.000 cm y una barra de
latón tiene un diámetro de 5.050 cm.
• 1. Suponiendo que solo se calienta la arandela,
que temperatura debería alcanzar para que
puede deslazarse par la barra.
• 2. Si se calientan los dos objetos, que
temperatura deberán alcanzar ambos para que
la arandela se puede deslizar por la bara.
• 3. Puede funcionar este ultimo proceso.