Coeficiente de dilatación

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Se denomina coeficiente de dilatación al cociente que mide el cambio relativo de longitud o volumen que se produce cuando un cuerpo sólido o un fluido dentro de un recipiente experimenta un cambio de temperatura experimentando una dilatación térmica.

[editar] Coeficientes de dilatación

Para sólidos el tipo de coeficiente de dilatación más comúnmente usado es el coeficiente de dilatación lineal α_L. Para una dimensión lineal cualquiera se puede medir experimentalmente comparando el valor de dicha magnitud antes y después de cierto cambio de temperatura como:

(left)

Puede ser usado para abreviar este coeficiente tanto la letra griega alfa <math>\alpha\;</math> como la letra lambda <math>\lambda\;</math>.

En gases y líquidos es más común usar el coeficiente de dilatación volumétrico α_V, que viene dado por la expresión:

(left)

Para sólidos también puede medirse la dilatación térmica, aunque resulta menos importante en la mayoría de aplicaciones técnicas. Para la mayoría de sólidos en las situaciones prácticas de interés el coeficiente de dilatación volumétrico resulta ser más o menos el triple del coeficiente de dilatación lineal:

<math>{\alpha_V}_\mbox{solidos} \approx 3\alpha_L</math>

[editar] Aplicaciones

El conocimiento del coeficiente de dilatación (lineal) adquiere una gran técnica importancia en muchas áreas del diseño industrial. Un buen ejemplo son los rieles del ferrocarril, estos van soldados unos con otros por lo que pueden llegar a tener una longitud de varios centenares de metros. Si la temperatura aumenta mucho la vía férrea se desplazaría por efecto de la dilatación, deformando completamente el trazado. Para evitar esto, se estira el carril artificialmente, tantos centímetros como si fuese una dilatación natural y se corta el sobrante, para volver a soldarlo. A este proceso se le conoce como neutralización de tensiones.

Para ellos cogeremos la temperatura media en la zona le restaremos la que tengamos en ese momento en el carril el resultado lo multiplicaremos por el coeficiente de dilatación del acero y por la longitud de la vía a neutralizar.

[editar] Valores del coeficiente de dilatación lineal

Algunos coeficientes de dilatación

Material	α ( ° C^{-1 )}
Hormigón ~	1.0 x 10^-5
Hierro, acero	1.2 x 10^-5
Plata	2.0 x 10^-5
Oro	1.5 x 10^-5
Invar	0.04 x 10^-5
Plomo	3.0 x 10^-5
Zinc	2.6 x 10^-5
Aluminio	2.4 x 10^-5
Latón	1.8 x 10^-5
Cobre	1.7 x 10^-5
Vidrio ~	0.7 x 10^-5
Cuarzo	0.04 x 10^-5
Hielo	5.1 x 10^-5