4.2 DILATACIÓN SUPERFICIAL O DE ÁREA

Es el aumento del área de un cuerpo (aumenta en dos dimensiones) a medida que se incrementa la temperatura.

El la imagen se observa una placa con Área inicial (Ai) a una temperatura inicial (ti) que al aumentar la temperatura (tf) aumenta sus dimensiones (Af).

FORMULAS:

DA= Aib (tf-ti)

Df=Ai [1+ b (tf-ti) ]

VARIABLES:

DA= Variación o incremento del  área en m² , ft² , cm^2.

Af =Área final  después del incremento de la temperatura m² , ft² , cm²

Ai= Área inicial del cuerpo m² , ft² , cm²,

b= Coeficiente de dilatación de área

Para obtener el coeficiente de dilatación de área utiliza la siguiente formula: 

b = 2 * α

α = Obtén el valor de la tabla 1 de coeficientes lineales y multiplícalo por 2.     

tf = Temperatura final en °C, °F.

ti=  Temperatura inicial en °C, °F.

TABLA1. COEFICIENTES DE DILATACION LINEAL 

Formulas para obtener el área, de acuerdo a la forma del material:

Circulo :         A= p x r²          A=  (p x D² )/4  

Cuadrado :    A= l x l

Rectángulo :  A= bxh

ACTIVIDAD 5. REALIZA LOS SIGUIENTES EJERCICIOS DE DILATACIÓN TÉRMICA.

1. Un disco de latón tiene un agujero de 80 mm de diámetro en su centro, el disco que tiene 23°C se coloca en agua hirviente a 100 °C durante algunos minutos ¿ Cual sera el incremento del área del agujero?

2. Una ventana de vidrio tiene una superficie de 1.4 m² cuando se encuentra a temperatura ambiente de 62.6 °F ¿Cual es el área final que logra aumentar la ventana cuando la temperatura se eleva a 46°C? 

3. Una placa cuadrada de cobre que mide 4 cm por lado a 20°C se calienta hasta 120°C ¿ Cual es el incremento del área de la placa de cobre? 

4. Cuando una lamina de plomo se calentó de 10°C a 90°C su área final (Af) alcanzo un valor de 18 m² . Calcula el área inicial (Ai) de la lamina.

5. Una placa de rectangular de zinc tiene 2 ft de longitud y 40 cm de ancho, cuando la temperatura es de 293.15°K, suponiendo que la placa es calentada hasta 248°F determina: ¿Cuales sera el área final de la placa en ft ?