Calculadora de dilatación lineal: cuánto se alarga un material al calentarse
Calcula cuánto se alarga una varilla, un riel o un tubo al calentarse a partir de su longitud inicial, el cambio de temperatura y el coeficiente de dilatación α.
Cómo funciona
ΔL = α × L₀ × ΔT · L = L₀ + ΔL
Casi todos los sólidos se dilatan al calentarse: sus átomos vibran con más amplitud y, en promedio, quedan un poco más separados. En la dilatación lineal, el alargamiento es proporcional a la longitud inicial, al cambio de temperatura y al coeficiente de dilatación lineal α del material (en 1/°C). Aunque α sea pequeñísimo, en tramos largos el efecto se nota, y por eso los puentes y las vías del tren llevan juntas de dilatación.
Ejemplo resuelto
Un riel de acero de 10 m (α = 12 × 10⁻⁶ /°C) pasa de 5 °C en una madrugada de invierno a 45 °C bajo el sol de la tarde, un aumento de 40 °C. ΔL = 12 × 10⁻⁶ × 10 × 40 = 0.0048 m = 4.8 mm, así que su longitud final es de 10.0048 m. Un riel de 20 m en las mismas condiciones se alargaría el doble, 9.6 mm.
Fuentes: Thermal expansion — Wikipedia
Preguntas frecuentes
¿Qué es el coeficiente de dilatación lineal?
Es el cambio relativo de longitud por cada grado de temperatura, se representa con α y se mide en 1/°C. El acero ronda los 12 × 10⁻⁶ y el aluminio los 23 × 10⁻⁶, así que el aluminio se dilata casi el doble con el mismo calentamiento.
¿Por qué los puentes tienen juntas de dilatación?
Porque un tramo largo de acero o concreto puede alargarse varios centímetros entre el invierno y el verano. Las juntas y holguras dejan que la estructura crezca y se encoja sin pandearse ni agrietarse.
¿Cómo se calcula la dilatación lineal paso a paso?
Multiplica el coeficiente α por la longitud inicial y por el cambio de temperatura: ΔL = α × L₀ × ΔT. Luego suma ΔL a la longitud inicial para obtener la longitud final. Si la temperatura baja, ΔT es negativo y el material se contrae.
¿Qué diferencia hay entre dilatación lineal, superficial y volumétrica?
La lineal mide el cambio de una sola dimensión (largo), la superficial el de un área y la volumétrica el de un volumen. Para sólidos isótropos, el coeficiente superficial es aproximadamente 2α y el volumétrico 3α.
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Esta calculadora tiene fines informativos. Verifica los resultados importantes antes de tomar decisiones.