Dilatación Superficial y Volumétrica de los Gases

Dilatación Superficial

Es el mismo concepto que el de dilatación lineal, salvo que se aplica a cuerpos a los que es aceptable y preferible considerarlos como regiones planas; por ejemplo, una plancha metálica. Al serle transmitida cierta cantidad de calor, la superficie del objeto sufrirá un incremento de área.

Ejemplo

Si a una placa metálica de área inicial S₀ y temperatura inicial θ₀ la calentáramos hasta la temperatura final θ, su área pasará a tener un valor final igual a S.

Dilatación Volumétrica de Gases

Los gases son mucho más dilatables que sólidos y líquidos. Si un gas aumenta de temperatura, el movimiento de sus moléculas aumenta. Si además está contenido en un recipiente, aumenta el choque continuado de esas moléculas con las paredes del recipiente, provocando un aumento de presión. Por tanto, hay que tener en cuenta: temperatura, volumen y presión. Se pueden considerar tres casos:

1. Dilatación a Presión Constante

La presión permanece constante y el aumento de temperatura produce un aumento de volumen. Es como una dilatación cúbica, puesto que aumenta el volumen. Tendrá su coeficiente de dilatación de un gas a presión constante y será el aumento que experimenta la unidad de volumen cuando la temperatura aumenta un grado centígrado:

Por tanto, para hallar el volumen de un gas a t grados, basta con multiplicar el volumen que tiene a 0 grados por el binomio de dilatación.

2. Dilatación a Volumen Constante

El volumen permanece constante y aumenta la presión. Será coeficiente de dilatación de un gas a volumen constante: el aumento de presión que experimenta la unidad de volumen al aumentar su temperatura en un grado centígrado. Su fórmula será:

3. Variación de Presión y Volumen

Aquí se aplica la ley de Boyle-Mariotte, que dice que si la temperatura de un gas permanece constante, el volumen que ocupa está en razón inversa de la presión que sobre él actúa. Ver gases perfectos.

Leyes de la Dilatación de los Gases:

1. Todos los gases permanentes, cualquiera que sea su densidad y cualquiera que sea la cantidad de humedad que contienen disuelta, lo mismo que todos los vapores, se dilatan en la misma cantidad por iguales grados de calor.
2. Los gases permanentes, cuando son calentados desde el punto de congelación hasta el punto de ebullición, aumentan su volumen en 1/213,33 de su volumen inicial para el termómetro de 80 divisiones o en 1/266,66 para el termómetro de 100 grados.