Page 255 - Libro Hipertextos Fisica 1

Componente: Procesos físicosProcesos físicos

EJEMPLO

Se llena a ras un recipiente de aluminio con 1.000 cm de agua. La temperatura del sistema es 40 °C. Si la
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temperatura disminuye en 15 °C, determinar la cantidad de agua que a 15 °C debe añadirse para que el
recipiente quede nuevamente a ras.
Solución: de dilatación volumétrica del aluminio a partir del
Para determinar la variación del volumen del agua coeficiente de dilatación lineal,
21
26
26
tenemos: g 5 3a 5 3 (25 ? 10 °C ) 5 75 ? 10 °C 21
DV 5 g ? V ? DT DV 5 g ? V ? DT
0
0
26
DV 5 200 ? 10 °C ? 1.000 cm ? (225 °C) DV 5 75 ? 10 °C ? 1.000 cm ? (225 °C)
21
26
3
3
21
DV 5 25 cm 3 5 21,9 cm 3
3
3
El volumen del agua disminuye en 5 cm . El volumen del recipiente disminuye en 1,9 cm .
Para determinar la variación del volumen del re- Por tanto, se deben añadir 3,1 cm de agua.
3
cipiente de aluminio, determinamos el coeficiente
Aunque la mayoría de las sustancias se dilatan al calentarse, el comporta- V (cm )
3
miento del agua a temperaturas comprendidas entre 0 °C y 4 °C es dife-
rente. En la figura 12 se puede observar que el volumen es mínimo y por 1,00025
ende la densidad es máxima a 4 °C. De esta manera, cuando se aumenta
la temperatura de una cantidad de agua cuyo valor está entre 0 °C y 4 °C, 1,00020
se contrae en lugar de dilatarse. Al introducir agua en un refrigerador, esta 1,00015
se dilata. Si la densidad del hielo fuera mayor que la densidad del agua, el 1,00010
hielo formado en la superficie de lagos y mares se hundiría, dando lugar a 1,00005
una nueva formación de hielo que también se hundiría y como resultado, 1,0000
toda el agua se congelaría y no habría vida acuática. 2 4 6 8 10 T (ºC)

1.5.3 Dilatación en gases Figura 12. A 4 ºC el volumen del agua
es mínimo y su densidad es máxima.
Cuando se aumenta la temperatura de un gas, pueden producirse dos fe-
nómenos:
n Si la presión no varía, el volumen del gas aumenta. Esto se debe a que
la energía suministrada al gas se emplea en aumentar la energía cinética
de las moléculas, aumentando el volumen en forma proporcional a la
temperatura medida en kelvin.

T � T 2
1
V � V 2
1

Volumen: V 1 Volumen: V
2
Temperatura: T Calor Temperatura: T
1
2
n Si el volumen del gas no varía, la presión del gas aumenta. En este caso
no se produce dilatación, puesto que no hay cambio de volumen.
En días calurosos, la presión del aire contenido en las llantas de un automó-
vil aumenta debido al incremento de la temperatura. En este caso se puede
considerar que la variación del volumen es mínimo.

© Santillana 255

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