En estudios termodinámicos, vimos que la expansión térmica no es más que el aumento de las dimensiones de un cuerpo cuando hay un aumento de temperatura. Podemos decir que esto ocurre con casi todos los materiales en estado sólido, líquido o gaseoso. Basado en la dilatación lineal, donde podemos calcular el aumento de tamaño de un cuerpo en una sola dimensión, veremos cómo calcular el dilatación superficial, es decir, el aumento de su superficie cuando el cuerpo se calienta.
Dilatación superficial de sólidos
Consideremos una chapa (figura anterior) cuyas dimensiones, a la temperatura T0, son: ancho L0 y altura L0. Por lo tanto, su área es: A0 = L02. Ahora, si calentamos esta placa a una temperatura T, mayor que la temperatura inicial, veremos que la placa se expandirá, teniendo un área más grande (A) que el área inicial, como se muestra en la figura debajo.
Según la figura anterior, vemos que la placa metálica, luego de ser calentada, tuvo sus dimensiones aumentadas, es decir, hubo un aumento en su área. Para calcular el aumento de área (ΔA = A - A
0), cuando la chapa se somete a una variación de temperatura (ΔT = T - T0), usamos una ecuación similar a la ecuación que proporciona expansión lineal, por lo que tenemos:ΔA = A0 .β .ΔT o A = A0 (1+ β. ΔT)
Dónde LOS0 es el área inicial de la placa, β es el coeficiente de expansión de la superficie de la chapa y ΔT es la variación de temperatura de la chapa. Tenemos que recordar eso β = 2.α. En SI las unidades son m², K-1 y K. Es importante recordar que, aunque Kelvin es la unidad SI adoptada, el ° C es más común-1 y la ° C.
Por Domitiano Marques
Licenciada en Física
Fuente: Escuela Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/dilatacao-superficial-dos-solidos.htm
