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Lección 98

Dilatación térmica de líquidos

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Se describe el modelo para la dilatación volumétrica en líquidos, con un ejemplo para el petróleo. En este video hablaremos acerca de la dilatación térmica que sufren los gases y los líquidos. A diferencia de los sólidos donde se tratan dilataciones térmicas lineales, en los gases y los líquidos se trabaja con la dilatación térmica volumétrica, representada por la letra alfa αv. Cuando hablamos de dilataciones térmicas, lo que queremos decir es que normalmente la materia que es sometida a un aumento de la temperatura tiende a dilatarse debido a un aumento en la energía interna a nivel molecular. La ecuación que puede usarse para resolver ejercicios donde se vea involucrada la dilatación volumétrica es la siguiente αv=(1/V)(∆V/∆T), donde ∆V es el cambio en el volumen del líquido o gas, ∆T es el cambio de temperatura al que se ve sometido el líquido o gas y αv es el coeficiente de expansión volumétrica. Para ver el uso de esta ecuación se propone el siguiente ejercicio: un barril que se encuentra lleno de petróleo contiene inicialmente 2.00 litros de petróleo a una temperatura de T=20°C, si el petróleo es calentado hasta un temperatura de T=80°C, encuentre el volumen final cuanto el petróleo se derrama del barril. Para resolver este problema podemos hallar el coeficiente de expansión volumétrica para el petróleo tabulado en algunos libros de física, vemos que tiene un valor de αv=0.001 (1/°C), además tenemos los datos de temperatura y volumen, entonces lo que tenemos que despejar de la ecuación dada al inicio del video es ∆V= (αv)(v)(∆T)= (0.001/°C)(2.00L)(80-20)°C=0.12L, es decir el cambio de volumen es 0.12L al aumentar la temperatura del petróleo desde 20°C a 80°C. Vemos entonces que la cantidad de petróleo que se derrama es 0.12L y cuando el petróleo vuelve entonces a su temperatura normal el volumen que quedaría en el barril es V2= 2.00L-0.12L=1.88L.
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