Dilatación de sólidos y líquidos y Comportamiento anómalo del agua.

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Dilatación de sólidos y líquidos y Comportamiento anómalo del agua.

  1. 1. DILATACIÓN DE SÓLIDOS YLÍQUIDOS JAN CARLO CANTILLO GLORIA GUERRERO DANIEL LEON BRIANITH NAVARRO IRMINA RICAURTE FISICA CALOR ONDAS
  2. 2. CONTENIDO ¿Qué es Dilatación o Dilatación térmica? Dilatación de Sólidos  Dilatación Lineal  Coeficiente de dilatación  Dilatación Superficial  Dilatación Volumétrica Dilatación del Líquidos  Método para determinar el valor de v  Dilatación del Agua
  3. 3. ¿QUÉ ES DILATACIÓN O DILATACIÓNTÉRMICA? Se le llama DILATACIÓN al cambio de dimensiones que experimentan los sólidos, líquidos y gases cuando se varía la temperatura. La experiencia de los fenómenos que nos rodean muestra que los sólidos se dilatan cuando se calientan, es decir, aumentan su longitud, superficie o volumen.y se contraen cuando se enfrían. La dilatación y la contracción ocurren en tres (3) dimensiones: largo, ancho y alto.
  4. 4. DILATACIÓN DE SÓLIDOS Es el cambio de cualquier dimensión lineal del sólido tal como su longitud, alto o ancho, que se produce al aumentar su temperatura.
  5. 5. ES DECIR: La dilatación de los sólidos con el aumento de la temperatura ocurre porque aumenta la energía térmica y esto hace que aumente las vibraciones de los átomos y moléculas que forman el cuerpo, haciendo que pase a posiciones de equilibrio más alejadas que las originales. Este alejamiento mayor de los átomos y de las moléculas del sólido produce su dilatación en todas las direcciones.
  6. 6. DILATACIÓN LINEAL  Es aquella en la que predomina la variación en una (1) dimensión de un cuerpo, es decir: el largo, se verifica notoriamente respecto de su longitud.  Ejemplo: dilatación en hilos, cabos y barras, varilla, un bulón, un riel, etc.  Cuando se expone una varilla metálica a la acción del calor observamos un aumento progresivo de su longitud.
  7. 7.  La dilatación es directamente proporcional a la temperatura, a la longitud inicial y a una constante que depende de la sustancia del cuerpo, llamada coeficiente de dilatación (λ)  Donde:  = longitud a t ºC  = longitud inicial (antes de iniciar el calentamiento)  λ = coeficiente de dilatación  Δt= variación de temperatura
  8. 8. COEFICIENTE DE DILATACIÓN De la expresión despejamos λ Donde El coeficiente de dilatación lineal es el aumento de longitud que se produce por cada grado centígrado y por cada centímetro de longitud.
  9. 9. UNIDADES DEL COEFICIENTE DEDILATACIÓNSustancia Coeficiente λ = cm/cm.ºCAcero 0,000012Aluminio 0,0000238Cinc 0,000063 Que simplificadaCobre 0,0000165 queda:Hierro 0,0000122Plata 0,0000197 1/ºC, que significa laPlatino 0,00009 variación producidaPlomo 0,0002260 por cada gradoVidrio común 0,000009 centígrado.Vidrio Pyrex 0,0000003
  10. 10. DILATACION SUPERFICIAL Es aquella en la que predomina la variación en dos (2) dimensiones de un cuerpo, se observa con mayor amplitud en la superficie es decir: el largo y el ancho. Ejemplo: caso de losas de cemento, de chapas, etc.
  11. 11.  Para calcular la superficie alcanzada al calentar una chapa metálica se aplica la siguiente fórmula: Donde: = Superficie a T °C = Superficie inicial β = Coeficiente de dilatación superficial Δt = Variación de temperatura Aproximadamente β = 2 λ, es decir, basta duplicar el valor de λ para obtener β.
  12. 12. DILATACION VOLUMETRICA Es aquella en la predomina la variación en tres (3) dimensiones de un cuerpo, es decir: el largo, el ancho y el alto. Este tipo de dilatación se verifica en el volumen del cuerpo, tal como puede ocurrir en un cuerpo esférico, en el aire encerrado en una pelota o un neumático o en los pistones de un motor de un automóvil.
  13. 13. COEFICIENTE DE DILATACIÓN CÚBICA Es el aumento de volumen que se registra por cada unidad de volumen por cada grado centígrado de aumento en su temperatura. Donde: = Coeficiente de dilatación cúbica. = Variación de temperatura. Se puede decir que aproximadamente γ = 3 λ, es decir que, multiplicando por tres el coeficiente de dilatación lineal, obtendremos la dilatación cúbica.
  14. 14. DILATACIÓN DE LÍQUIDOS Como la forma de un fluido no está definida, solamente tiene sentido hablar del cambio del volumen con la temperatura (el cambio es muy pequeño). Hablaríamos de dilatación cúbica, pues sus dimensiones dependen del recipiente que lo contiene.
  15. 15.   Representa el coeficiente de dilatación volumétrica de un líquido: Para determinar la dilatación absoluta o verdadera de un líquido se deberá considerar la dilatación que experimenta el recipiente que lo contiene. Si es el volumen que ocupa el fluido a la temperatura de 0 ºC, es evidente que deberá ser o , si se aumenta la temperatura en T ºC, el volumen verdadero del líquido a esa temperatura, será:
  16. 16.  Volumen verdadero del líquido; Volumen del recipiente dilatado; Diferencia de Volumen; El volumen verdadero del líquido a temperatura T será la suma del volumen aparente medido mas el aumento del volumen que experimenta el recipiente.
  17. 17.  Si reemplazamos en cada término de esta igualdad sus correspondiente expresiones equivalentes, tendremos: Como los volúmenes iniciales a 0 ºC son iguales al del recipiente Vo = Vao = Vro, simplificando Vo , la unidad y la temperatura, se tendrá: v = a + r El coeficiente de dilatación cúbica absoluto o verdadero de un líquido es igual a la suma de los coeficientes aparente y del recipiente que lo contiene
  18. 18. MÉTODO PARA DETERMINAR ELVALOR DE V Considerando el volumen como la relación de la masa sobre la densidad V = m / , reemplazando en la expresión anterior: (m/)t = (m/)o(1 + .t)  t = o/ (1 + .t) Entonces:  t. ht = o.ho   = 1/t.( ho/ht – 1 ) Así se permite calcular el coeficiente de dilatación cúbica de un liquido independientemente de la dilatación del recipiente que lo contiene
  19. 19. DILATACIÓN DEL AGUA Los líquidos se caracterizan por dilatarse al aumentar la temperatura, siendo su dilatación volumétrica unas diez veces mayor que la de los sólidos. Sin embargo, el líquido más común, el agua, no se comporta como los otros líquidos. La curva de dilatación del agua muestra el comportamiento de su densidad.
  20. 20. Se puede notar que, entre 0 y 4ºC el agua líquida secontrae al ser calentada, y se dilata por encima de los 2 74ºC, aunque no linealmente.
  21. 21. COMPORTAMIENTO INUSUAL DEL AGUA JAN CARLO CANTILLO GLORIA GUERRERO DANIEL LEON BRIANITH NAVARRO IRMINA RICAURTE FISICA CALOR ONDAS
  22. 22. CONTENIDO Comportamiento Inusual del Agua.  Estructura Atómica. Densidad del Agua.  Gráfica Densidad vs. Temperatura Propiedades Físicas del Agua.
  23. 23. COMPORTAMIENTO INUSUAL DELAGUA Cuando el agua cambia de estado líquido al sólido se comporta en forma inusual: en vez de contraerse o reducir su volumen, como el resto de los líquidos, se expande, es decir, las moléculas de agua se organizan en el espacio, conformando una estructura molecular abierta. Esto determina que el hielo sea menos denso que el agua líquida, y por lo tanto flote en el agua.
  24. 24. ESTRUCTURA ATÓMICA DEL AGUA. Las atracciones establecidas por los puentes de hidrogeno entre sus moléculas, son las que determinan la dureza del hielo y su baja densidad, que a su vez se debe a la estructura abierta de sólido, donde se ordenan las unidades H2O enlazadas entre sí por sus puentes
  25. 25. DENSIDAD DEL AGUA GRAFICO A medida que disminuimos la temperatura por debajo de los 4º C, se vuelve menos densa por eso se forma una capa de hielo en la superficie de lagos, ya que el agua menos helada o más caliente baja y la más helada sale a la superficie. A 0º C la densidad del agua líquida es de 0,9999 g/cm3 y la del hielo de 0,92 g/cm3, es decir, un centímetro cúbico de hielo pesa 0,92 gramos, un 8% menos que un centímetro cúbico de agua que pesaría prácticamente 1 gramo.
  26. 26. PROPIEDADES FÍSICAS DEL AGUA Alto punto de ebullición y de fusión del agua: La temperatura de ebullición del agua es de 100 ºC y la de fusión es de 0ºC. Densidad del agua: La masa de un litro de agua pesa 1 Kg a temperatura de 4 ºC. la densidad del agua es de 1 g/ml a esa temperatura. Comportamiento inusual del agua: Cuando el agua cambia de estado líquido al sólido se expande. Por eso el hielo sea menos denso que el agua líquida, y flote en el agua. Tensión superficial: Las moléculas que se encuentran en la superficie están ligadas sólo por otras moléculas superficiales y por aquellas ubicadas inmediatamente debajo. El agua como solvente: El agua es el mejor disolvente que la mayoría de los líquidos corrientes.
  27. 27. BIBLIOGRAFÍA R. SERWAY, J. JEWETT. Física vol. I, Editorial Thomson. F. SEARS, M. ZEMANSKY, H. YOUNG, R. FREEDEMAN. Física Universitaria Undécima Edición vol. I, Editorial Pearson. AULA 2000, Tomo física y química, Edición 2000, Editorial Cultural S.A. P. SILVA. Química del Agua, Red de maestros de maestros. http://www.rmm.cl/index_sub.php?id_contenido=8747&i d_seccion=6496&id_portal=796
  28. 28. FIN

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