Los materiales se dilatan al calentarse — Educación física, 11–13 años
Al calentar un material normalmente ocupa un poco más de espacio y al enfriarlo se contrae. Este pequeño cambio importa en puentes, raíles e instrumentos de medida.
Las partículas calientes necesitan algo más de espacio
Cuando un sólido se calienta, sus partículas vibran con más fuerza y tienden a separarse un poco. El objeto entero se hace ligeramente más largo o ancho; al enfriarse, normalmente se contrae. Las partículas no se hacen mayores y el material no se convierte en otra sustancia.
¿Por qué dejar espacios en raíles y puentes?
Los constructores tuvieron que resolver un problema práctico: las estructuras metálicas largas cambian de longitud con el tiempo. Si sus extremos no pudieran moverse, el calor podría deformar los raíles o hacer que partes del puente se empujaran peligrosamente. Los pequeños espacios y juntas deslizantes permiten la expansión y la contracción normales.
Una junta de puente con números
Imagina un puente de acero de 100 m que aumenta 1 mm por cada 10 m cuando sube la temperatura. Primero, 100 m contienen diez tramos de 10 m. Después, cada tramo aumenta 1 mm, así que el cambio total es de 10 mm, o 1 cm. El puente pasa a medir 100,01 m, por lo que sus juntas deben permitir ese movimiento.
No ocurre solo con el aire caliente
Es razonable ver globos y pensar que solo se dilatan los gases. Los sólidos y los líquidos también se dilatan al calentarse, pero normalmente mucho menos, por lo que el cambio resulta más difícil de observar. El tamaño del efecto depende del material y de cuánto cambie la temperatura.
Termómetros y estructuras seguras
Un termómetro de líquido utiliza la expansión: el líquido caliente ocupa más espacio y sube por un tubo estrecho. Los ingenieros aplican la misma idea al diseñar puentes, vías de tren, tuberías y carreteras de hormigón. Incluyen espacios, juntas flexibles o materiales adecuados para evitar grietas y deformaciones.
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