Cuando los cuerpos están sujetos a una variación de temperatura, dilatar, es decir, sufren un aumento o disminución de sus dimensiones. Vale la pena señalar que esta variación es muy pequeña, y que muchas veces no es perceptible a simple vista, por lo que se requiere un equipo, como un microscopio, para poder visualizarla.
Los cuerpos se dilatan cuando aumenta su temperatura. Se sabe que cuando hay una variación en la temperatura corporal, los átomos que la constituyen están más agitados, con esto la distancia promedio entre ellos aumenta. Por tanto, el cuerpo adquiere nuevas dimensiones, es decir, se expande. En términos generales, todos los cuerpos se hinchan después de ser calentados y se contraen después de haber bajado la temperatura.
La expansión lineal es aquella en la que hay variación en una sola dimensión, es decir, la longitud del material. Imagine la siguiente situación: una barra de metal de longitud LI a temperatura tI, se calienta a una cierta temperatura tF. Lo que se puede ver es que la barra, después de calentarla, ya no tiene la misma longitud, es decir, ha sufrido una variación en su dimensión, en su longitud, se ha expandido. Vea:
Donde ΔL = LF - LI es la variación de longitud, es decir, la expansión lineal de la barra. Y Δt = tF - tI es la variación de temperatura de la barra. Experimentalmente resulta que:
- la longitud inicial (LI) es proporcional a la temperatura inicial (tI);
- la longitud final (LF) es proporcional a la temperatura final (tF);
- La expansión lineal depende del material que forma la barra.
A través de estos hallazgos, se determinó la siguiente ecuación para la expansión lineal de los cuerpos: ΔL = LIα t, donde α se llama coeficiente de expansión lineal, es una característica constante del material que compone el cuerpo. Por ejemplo, para el aluminio tenemos α = 0.000023 por ° C (o ° C-1), esto significa que el aluminio dilata 23 millonésimas de su longitud a cada 1 ° C de variación en su temperatura, es decir, una dilatación muy pequeña que posiblemente solo se pueda ver en microscopio.
Por Marco Aurélio da Silva
Fuente: Escuela Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/dilatacao-linear.htm