125. DILATACIÓN LINEAL
Curso de Física para el grado 4° de Educación Secundaria Obligatoria (ESO) en España.
Clase No. 125: Dilatación Lineal.
Tema: Energía y Calor.
Video producido por Julioprofe en asociación con el proyecto educativo CIBERMATEX (http://cibermatex.net).

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 La dilatación lineal se presenta cuando tenemos un cuerpo en forma de barra. Consideremos una barra de un material que tiene una longitud original que vamos a llamar L sub cero. Y entonces la barra se encuentra sometida a una temperatura inicial que vamos a llamar T sub cero. Y vamos a incrementar esa temperatura. Entonces la barra va a presentar una dilatación o una expansión. Aquí tenemos entonces la barra cuando ha sido llevada hasta una temperatura final que vamos a llamar T sub f. Vemos que entonces se ha dilatado una distancia que vamos a llamar delta L. La distancia que se ha dilatado o expandido. Aquí hemos hecho un poco de exageración en la cantidad que se expande linealmente de la barra. En la realidad no es tan considerable. Entonces la barra tiene una longitud final que vamos a llamar L. Esta distancia es L. Entonces tenemos lo siguiente. Esta cantidad que se ha estirado la barra que vamos a llamar delta L se obtiene de la siguiente manera. Aparece lo que se llama el coeficiente de dilatación o coeficiente de expansión lineal del material de la barra. Que se representa con la letra griega alfa multiplicada por L sub cero, es decir por la longitud inicial de la barra. Y multiplicada por delta de T. Delta de T es el incremento de temperatura en este caso. Es la variación de temperatura. Entonces tenemos que delta de T siempre será la diferencia entre la temperatura final y la temperatura inicial. Temperatura final menos temperatura inicial nos da cambio en la temperatura. Si hemos incrementado la temperatura este delta de T nos da positivo. Ahora si hubiéramos disminuido la temperatura supongamos que hubiéramos enfriado la barra. Entonces en lugar de estirarse esta barra se va a acortar. Entonces delta L se mide en la otra dirección porque se acortaría la barra. En este caso el delta de T sería negativo porque la temperatura final sería menor que la temperatura inicial. Entonces si delta L nos da negativo es porque ha habido un acortamiento de la barra y eso obedece a una disminución en la temperatura. Bien, vamos a ver entonces como se determina la longitud final de la barra. Entonces la longitud final de la barra como podemos apreciar en este dibujo sería la suma de la longitud original L sub cero y delta de L. Pero delta de L nos dio esta expresión. Alfa por L sub cero por delta de T. Nosotros sacamos aquí factor común L sub cero, es decir usamos la factorización L sub cero nos queda factor de 1 más alfa por delta de T. Y tenemos la expresión para la longitud final de una barra que tiene longitud inicial o longitud original L sub cero que tiene un coeficiente de dilatación lineal o de expansión lineal alfa, el material de la barra y que presenta una variación de temperatura delta de T. Como decíamos alfa es el símbolo que representa el coeficiente de dilatación o coeficiente de expansión lineal. Las unidades en que se presenta alfa es grados Celsius o grados centígrados elevados a la menos 1. Esas son las unidades de este simbolito. El alfa normalmente toma valores muy pequeños, por ejemplo el coeficiente de dilatación lineal del cobre, recordemos el símbolo químico del cobre C-U, es de aproximadamente 17 por 10 a la menos 6 grados centígrados a la menos 1. Entonces vemos que es un valor bastante pequeño. Usualmente entonces los valores de alfa son así, son valores muy pequeños. Tenemos entonces dilatación lineal.
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