Thermal Expansion Calculator
Calculate linear thermal expansion (dL = alpha x L x dT)
Linear thermal expansion
dL = alpha x L x dT¿Qué es la Dilatación Térmica?
La dilatación térmica es la tendencia de la materia a cambiar su forma, área, volumen y densidad en respuesta a un cambio de temperatura. Cuando un sólido se calienta, sus átomos vibran con mayor intensidad y se empujan entre sí, haciendo que el material crezca. Al enfriarse, se contrae.
Los ingenieros deben considerar la dilatación térmica en puentes, ferrocarriles, tuberías y componentes electrónicos. El coeficiente de dilatación lineal térmica (α) es una constante del material que cuantifica cuánto se expande por grado de cambio de temperatura por unidad de longitud.
Cómo Usar la Calculadora
- Ingresa la longitud original del material en metros.
- Ingresa el coeficiente de dilatación lineal térmica (α) para tu material en 1/°C.
- Ingresa el cambio de temperatura (ΔT) en grados Celsius.
- Haz clic en Calcular para obtener el cambio de longitud (ΔL) y la longitud final.
Fórmula y Explicación
ΔL = α × L₀ × ΔT
ΔL = cambio de longitud (m)
α = coeficiente de dilatación lineal (1/°C)
L₀ = longitud original (m)
ΔT = cambio de temperatura (°C)Para dilatación de área usa 2α; para dilatación volumétrica usa 3α. Estas aproximaciones son válidas para cambios pequeños de temperatura.
Ejemplos Resueltos
Junta de Dilatación de Puente de Acero
Un tramo de puente de acero mide 100 m. α del acero ≈ 12×10⁻⁶ /°C. Si la temperatura sube 40°C en verano, ΔL = 12×10⁻⁶ × 100 × 40 = 0,048 m (4,8 cm). Las juntas de dilatación deben acomodar este movimiento.
Bloque de Motor de Aluminio
Un bloque de aluminio (α ≈ 23×10⁻⁶ /°C) mide 0,3 m. La temperatura de operación sube 120°C sobre la de ensamblaje. ΔL = 23×10⁻⁶ × 0,3 × 120 = 0,000828 m (0,83 mm). Los ingenieros lo consideran en las holguras del pistón.
Separación en Rieles Ferroviarios
Un riel de acero de 25 m (α = 11,7×10⁻⁶ /°C) se dilata en un rango de 50°C. ΔL = 11,7×10⁻⁶ × 25 × 50 = 0,014625 m (14,6 mm). Se colocan separaciones estándar de 15–20 mm entre rieles para evitar pandeo.