Ejemplos de
Expansión y contracción del calor

La expansión y la contracción de un elemento sólido se pueden producir por acción del calor (es cuando se produce la expansión del elemento) y por la acción del frío (contracción).

Cuando se produce un cambio brusco de temperatura (aumento) la mayoría de los elementos se expanden. Cuando dicha temperatura disminuye, los elementos se contraen. Por ejemplo: un día de mucho calor la madera se dilata pero, al bajar la temperatura comienza a generar ruidos pues se contrae nuevamente.

Sin embargo es importante hacer una aclaración fundamental: cuando los sólidos se dilatan producto del calor, no significa que aumenten su volumen. Lo que sucede es que la distancia entre molécula y molécula aumenta haciendo que el elemento tenga una expansión. Esta expansión (o dilatación) ejerce una fuerza considerable.

Esta condición de sólidos es importante tenerla en cuenta, sobre todo en construcciones de puentes, pues se ha comprobado que un puente de metal que mide 50 metros y que pase de 0º C  a 15º C en poco tiempo puede dilatarse hasta 12 centímetros.

Sin embargo no todos los sólidos se expanden de la misma forma y bajo la misma temperatura. Por ejemplo el aluminio se dilata 2 veces más que el metal hierro.

¿Qué sucede en el interior del sólido?

Al aumentar la temperatura, lo que sucede es que aumenta la energía interna de las partículas y se eleva el grado de agitación de éstas.

En otras palabras lo que sucedes es que cada partícula comienza “a vibrar” y se separa de la partícula que tiene a su lado, de este modo se produce la expansión del elemento.

Cuando el calor desciende, las partículas disminuyen la energía interna y poco a poco se van acercando hasta encontrarse nuevamente una al lado de la otra.

Ejemplos de expansión y contracción del calor

1. Cuando se coloca un bol dentro del refrigerador y se lo extrae. Para poder quitar el frío del borde del recipiente se debe sumergir el mismo recipiente hermético en agua caliente, de este modo se expande el plástico permitiendo extraer el contenido de su interior.
2. Agua. Cuando se calienta (hierve) las moléculas se expanden, al enfriarse se contraen y al congelarse, las moléculas de agua se compactan.
3. Hierro. Este metal se encuentra en la naturaleza en estado sólido, es decir que sus moléculas están unas más juntas a otras. Sin embargo y por acción del calor este metal se dilata (expande) y el hierro se convierte en hierro fundido. Ocurre lo mismo con otros metales como el aluminio, el mercurio, el plomo, etc.
4. Goma de mascar. Cuando la goma de mascar se encuentra a una temperatura elevada, ésta se derrite. Esto se ve durante un día de calor. Luego, si colocamos esta goma de mascar en el refrigerador, la misma se contrae y endurece.
5. Los músculos del cuerpo un día con temperaturas atmosféricas muy bajas. Por esta razón a algunas personas les duelen los músculos luego de un entrenamiento aeróbico o bien los días de mucho calor y luego mucho frío. Quien regula esto es el líquido (agua) de nuestro cuerpo. Pero el dolor se intensifica si el cuerpo está deshidratado.

1. El agua carbonatada en el congelador.
2. La madera. Un día de mucho calor ésta se dilata. Luego, al bajar la temperatura comienza a generar ruidos pues se contrae nuevamente.
3. Rieles de las vías del tren. Éstos se construyen con una cierta distancia quedando ligeramente separados. Luego se coloca alquitrán en este espacio para permitir que los días de mucho calor el metal se dilata y luego, al descender la temperatura se contraiga nuevamente.
4. El vidrio. Si colocamos un vaso de vidrio común y agregamos agua hirviendo, la parte interna del vidrio se expande mientras que la parte externa se encuentra fría. Esto produce que el vaso se rompa.
5. El termómetro. Este se encuentra compuesto de mercurio líquido. Como en los elementos líquidos las partículas se encuentran relativamente distantes unas de otras, el mercurio, al exponerse al calor (por ejemplo fiebre del cuerpo), el mercurio sube por el termómetro puesto que se ha vuelto más líquido.

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