Propiedades de los materiales: Dilatación y contracción térmica

Summary

Este video explica el concepto de dilatación térmica, un fenómeno que ocurre cuando un material aumenta su volumen al elevarse su temperatura, y su comportamiento inverso, la contracción. Se destacan los efectos en sólidos, líquidos y gases, con ejemplos como los icebergs flotando a pesar de estar congelados, y la dilatación visible en termómetros líquidos. Además, se realizan experimentos que demuestran cómo la dilatación térmica afecta a los sólidos, líquidos y gases, como el funcionamiento de globos aerostáticos y la expansión de gases al calentar el aire. Este conocimiento es clave en el diseño de dispositivos como termómetros y en la ingeniería de infraestructuras.

Takeaways

• 😀 La dilatación térmica es el aumento de volumen que experimenta un material al aumentar su temperatura.
• 😀 La contracción térmica es el proceso inverso, cuando el volumen disminuye debido a un descenso de la temperatura.
• 😀 La mayoría de los materiales se dilatan al aumentar su temperatura, pero el agua tiene un comportamiento diferente en un intervalo específico de temperaturas.
• 😀 El agua se contrae en lugar de dilatarse en un rango de temperaturas específicas, lo que permite la vida en las zonas polares.
• 😀 Los icebergs flotan a pesar de estar congelados debido a la contracción del agua al bajar la temperatura.
• 😀 La dilatación y contracción de los sólidos al aumentar la temperatura es difícil de visualizar, pero afecta estructuras como calles y rutas.
• 😀 A principios del siglo XVIII, el científico Holandés Graben diseñó un dispositivo para demostrar la dilatación térmica de los sólidos, conocido como el anillo de gravedad.
• 😀 El experimento de Graben muestra cómo una esfera de bronce pasa ajustadamente a través de un anillo, y cómo se dilata y contrae al calentarse y enfriarse.
• 😀 La dilatación térmica de los líquidos es más visible que la de los sólidos y se utiliza en termómetros.
• 😀 En el experimento con alcohol coloreado, se observa cómo el líquido sube por un tubo de vidrio al ser calentado, demostrando la dilatación térmica de los líquidos.
• 😀 La dilatación térmica de los gases es la más notoria y fácil de visualizar, como se demuestra en los globos aerostáticos.
• 😀 En el experimento de dilatación de gases, el aire en un recipiente se dilata al ser calentado, causando que burbujas salgan de un extremo del recipiente.
• 😀 Los termómetros funcionan basándose en el principio de dilatación térmica de los líquidos, como el alcohol en un tubo de vidrio.

Q & A

¿Qué es la dilatación térmica?

La dilatación térmica es el aumento de volumen que experimenta un material al aumentar su temperatura.

¿Qué ocurre cuando la temperatura de un material disminuye?

Cuando la temperatura de un material disminuye, su volumen también disminuye, proceso conocido como contracción térmica.

¿Cómo se comporta el agua en relación con la dilatación térmica?

El agua tiene un comportamiento diferente en un intervalo de temperaturas; en lugar de dilatarse, se contrae al enfriarse, lo que permite que los icebergs flotan a pesar de estar congelados.

¿Por qué es importante la contracción y dilatación térmica en la naturaleza?

Este fenómeno permite la vida en las zonas polares, ya que la contracción del agua por debajo de los 4°C ayuda a que los cuerpos de agua no se congelen completamente.

¿Cómo afecta la dilatación térmica a las infraestructuras como calles y rutas?

La dilatación y contracción térmica de los sólidos, aunque no es visible de manera inmediata, es responsable de la aparición de grietas y baches en calles y rutas.

¿Qué inventó el científico holandés del siglo XVIII, Graven?

A principios del siglo XVIII, Graven diseñó un dispositivo llamado 'anillo de gravedad' para demostrar sus estudios sobre la dilatación térmica de los sólidos.

¿Cómo se realizó el experimento original con el anillo de gravedad?

En el experimento, se verificó que una esfera de bronce pasaba justo por un anillo, y luego, al calentar la esfera, se observó que esta no pasaba más por el anillo debido a la dilatación térmica.

¿Qué muestra el experimento con el alcohol coloreado en el vaso de Bohemia?

En este experimento, al calentar el alcohol coloreado, este se dilata y sube rápidamente por el tubo de vidrio, demostrando la dilatación térmica de los líquidos, principio que utilizan los termómetros.

¿Qué ocurre cuando se calienta un gas, según el experimento con el recipiente sellado?

Al calentar un gas, como el aire en el recipiente, este se dilata y provoca la salida de burbujas por el extremo del caño, demostrando la dilatación térmica de los gases.

¿Por qué es más visible la dilatación térmica en los líquidos y gases que en los sólidos?

La dilatación térmica en líquidos y gases es más visible porque su aumento de volumen es más notorio y fácil de observar en comparación con los sólidos, donde los cambios son más sutiles.