129. DILATACIÓN CÚBICA O VOLUMÉTRICA
Curso de Física para el grado 4° de Educación Secundaria Obligatoria (ESO) en España.
Clase No. 129: Dilatación Cúbica o Volumétrica.
Tema: Energía y Calor.
Video producido por Julioprofe en asociación con el proyecto educativo CIBERMATEX (http://cibermatex.net).

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 Veamos la dilatación cúbica o volumétrica. Supongamos que tenemos un cuerpo en estado sólido, imaginemos este cubito con un volumen inicial de sub cero y con una temperatura inicial de sub cero. Y vamos a elevar la temperatura, supongamos que se eleva la temperatura de ese cubito entonces se va a presentar una dilatación o una expansión volumétrica, es decir su volumen se incrementa. Recordemos que esta dilatación cúbica o volumétrica no solamente es aplicable a sólidos sino también a líquidos y gases, pero aquí vamos a hacer el ejemplo por el caso de un sólido. Entonces tenemos un volumen final B y tenemos una temperatura final que vamos a llamar Tf, entonces ha habido un incremento en la temperatura, o sea un delta de T positivo que es la diferencia entre Tf, temperatura final y T sub cero que es la temperatura inicial. Ese incremento de temperatura viene entonces acompañado también de un incremento en el volumen, un delta de B que se obtiene de la siguiente manera. Beta multiplicado por B sub cero multiplicado por delta de T. Beta es lo que se conoce como el coeficiente de dilatación o coeficiente de expansión volumétrica. B sub cero constituye el volumen inicial del cuerpo y delta de T es la variación de temperatura que se ha presentado. Entonces vamos a deducir una expresión para determinar el volumen final en términos del volumen inicial y las variaciones que han ocurrido. Entonces vamos a hacer lo siguiente, borramos por aquí, dejamos únicamente esta expresión y tenemos que el volumen final es igual al volumen inicial más la variación en el volumen. Entonces sustituimos delta de D por esto que tenemos aquí, beta por B sub cero por delta de T y en esta expresión podemos sacar factor común el volumen inicial. Volumen inicial es factor común de uno más beta por delta de T. Esta expresión entonces es la que nos permite determinar el volumen final de un cuerpo cuando tiene un volumen inicial B sub cero y cuando ha presentado una variación en su temperatura delta de T. Beta como decíamos es el coeficiente de dilatación o de expansión volumétrica. Este beta tiene las mismas unidades que alfa que es el coeficiente de dilatación lineal grados Celsius a la menos uno. Así como alfa beta también tiene valores muy pequeños, por ejemplo para el caso del aluminio símbolo químico AL, beta tiene un valor de 75 por 10 a la menos 6 grados Celsius a la menos uno. Vemos que es un valor pequeño. Para el caso de un líquido como el mercurio símbolo químico HG tenemos que beta tiene un valor de 180 por 10 a la menos 6 grados Celsius a la menos uno. También es un valor pequeño. Para el caso de los gases, para la mayoría de los gases a presión atmosférica normal se maneja un valor de beta de aproximadamente 0.0034 grados Celsius a la menos uno. Y para lo que se conoce como sólidos isotrópicos, es decir aquellos que tienen las mismas propiedades en todas las direcciones se maneja la siguiente relación. El valor de beta, es decir el coeficiente de dilatación volumétrica es aproximadamente igual a tres veces alfa. Recordemos que alfa es el coeficiente de dilatación lineal, entonces esta relación se cumple en lo que son sólidos isotrópicos. Bien, tenemos entonces la explicación de dilatación cúbica o volumétrica.
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