Cómo calcular el coeficiente de expansión lineal

Escrito por dwight chestnut | Traducido por juan manuel rodriguez
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Cómo calcular el coeficiente de expansión lineal
Los tubos de acero se expanden cuando la temperatura aumenta. (Jupiterimages/Photos.com/Getty Images)

Muchos materiales y sustancias, tales como el acero, se expanden al darse un aumento de la temperatura. El coeficiente de expansión lineal mide el cambio en la longitud que corresponde a un cambio en la temperatura. En general, los técnicos de laboratorio y los investigadores realizan pruebas para determinar el alcance de esta expansión. Comienzan con el material a una longitud y temperatura dada, y luego aumentan la temperatura y observan cómo se expande el material. Se termina con la longitud original a la temperatura inicial y la longitud que termina a la temperatura final. A partir de estos datos, es posible determinar el coeficiente de expansión lineal.

Nivel de dificultad:
Moderadamente difícil

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Instrucciones

  1. 1

    Busca o genera datos de prueba. Necesitas datos que ilustren cómo la longitud original del material del que estás interesado se expande con un cambio en la temperatura. Estos son necesarios para calcular el coeficiente de expansión. Puedes encontrar los datos de este coeficiente de las mediciones lineales realizadas anteriormente en el material en cuestión de los resultados de las pruebas de laboratorio o de fabricación. Si no puedes encontrar estos datos, realiza la prueba tú mismo. Básicamente consiste en colocar el material en una cámara donde se pueda aumentar la temperatura hasta que el material se expanda. Se graba la longitud original y la temperatura y la final y su temperatura. Los procedimientos específicos y la configuración de prueba dependen del tipo de material y tamaño.

  2. 2

    Encuentra y registra la longitud original del material (L1) a la temperatura inicial (t1). Refiérete a los datos de prueba del Paso 1.

  3. 3

    Encuentra y registra la longitud final del material (L2) y la temperatura final (t2). Refiérete a los datos de prueba del Paso 1.

  4. 4

    Calcula el coeficiente de expansión (COLE) utilizando la fórmula COLE = (L2-L1)/[L1 (t2-t1)]. Por ejemplo, si L1 es de 10 pulgadas (25 cm) en t = 75 ºF (24 ºC) y L2 es de 15 pulgadas (37,5 cm) en T2 = 110 ºF (43 ºC), entonces COLE = (15-10)/[10(110-75)] = 5/[10(35)] = 5/350 = 0,0143

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