Expansión térmica
Todos los cuerpos existentes en la naturaleza, sólidos, líquidos o gaseosos, cuando están en proceso de calentamiento o enfriamiento, están sujetos a expansión o contracción térmica.
El proceso de contracción y dilatación de los cuerpos se produce debido al aumento o disminución del grado de agitación de las moléculas que los componen. Al calentar un cuerpo, por ejemplo, habrá un aumento en la distancia entre sus moléculas como resultado del aumento en su grado de agitación. Este mayor espaciamiento entre ellos se manifiesta a través de la escasez de dimensiones corporales, que puede darse de tres formas: lineal, superficial y volumétrica. Lo contrario ocurre cuando los cuerpos se enfrían. Cuando esto sucede, las distancias entre las moléculas se reducen y, como resultado, hay una reducción en las dimensiones del cuerpo.
Dilatación lineal:es la dilatación que se caracteriza por la variación en la longitud del cuerpo. Esta variación se puede calcular a partir de la siguiente ecuación matemática:
ΔL = α.L0.ΔT
α: es el coeficiente de expansión térmica lineal, cuya unidad es ° C-1, que depende de la naturaleza del material que compone el cuerpo;
Lo: es la longitud inicial del cuerpo;
L y ΔT: son, respectivamente, la variación de la longitud corporal y la temperatura.
Dilatación superficial: es la dilatación que se caracteriza por la variación de la superficie corporal. Esta variación en la superficie corporal se puede calcular utilizando la siguiente expresión:
ΔS = β.S0.ΔT
β: es el coeficiente de expansión térmica superficial, cuya unidad es igual al coeficiente de expansión térmica lineal y también depende de la naturaleza del material que constituye el cuerpo;
β: 2α;
Solo: es el área de superficie inicial del cuerpo;
S y ΔT: son, respectivamente, la variación de la superficie y la variación de la temperatura corporal.
Dilatación volumétrica: es la dilatación que se caracteriza por la variación del volumen corporal. Esta variación se puede calcular con la expresión:
ΔV = γ.V0.ΔT
γ: es el coeficiente de expansión térmica volumétrica, cuya unidad es igual al coeficiente de expansión lineal y superficial y también depende de la naturaleza del material que compone el cuerpo;
γ: 3α;
Abuela: es el volumen inicial del cuerpo;
ΔV y ΔT: son, respectivamente, la variación de volumen y la variación de temperatura corporal.
Calorimetría
Es la rama de Física que estudia los intercambios de energía entre cuerpos y / o sistemas cuando estos intercambios ocurren en forma de calor.
Calor:es la energía térmica en tránsito, que viene determinada por la diferencia de temperatura entre los cuerpos y / o sistemas involucrados.
Temperatura: es la cantidad que mide el grado de agitación de las moléculas que componen el cuerpo.
La ecuación general de calorimetría está determinada por la siguiente ecuación matemática:
Q = m. C. ΔT
C: es el calor específico del material;
ΔT: es la variación de la temperatura corporal;
Q: es la cantidad de calor, que tiene la unidad de julio (J).
O calor puede propagarse de un cuerpo a otro de tres formas: conducción, convección e irradiación.
Conduciendo: es la transferencia de energía que se produce de molécula a molécula debido a su agitación, cuando se somete a un aumento de temperatura.
Convección: es el proceso de transferencia de calor que se produce debido a los fluidos, debido a las diferencias de densidad entre las partes que componen el sistema.
Irradiación: es el tipo de transmisión de energía que tiene lugar entre dos sistemas sin contacto físico entre ellos. Esta transmisión se produce a través de ondas electromagnéticas, como los rayos del sol que calientan la Tierra todos los días.
Por Marco Aurélio da Silva
Fuente: Escuela Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/dilatacao-termica-calorimetria.htm