La expansión y la contracción

Incluido en: El calor

La expansión y la contracción

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Resumen

Descubre cómo reaccionan al calor los diferentes materiales y por qué esta circunstancia puede ser tanto útil como peligrosa.

Claves de aprendizaje

  • La temperatura afecta al tamaño y la forma de los objetos debido a la expansión y la contracción de sus moléculas.
  • Los gases se expanden y contraen de la misma manera si están sometidos a la misma presión.
  • Los líquidos se expanden a ritmos diferentes en función de la naturaleza de los enlaces de la sustancia.
  • Los enlaces que se dan dentro de los sólidos influyen en cómo responden al calor.

La casi totalidad de los temas cuenta con un pack de materiales de aprendizaje dirigidos tanto al docente como a los alumnos. Entre los recursos incluidos hay bloques con ampliación de las preguntas formuladas, diagramas etiquetados y mudos así como diversas imágenes asociadas. Puedes descargarte todos estos recursos bien en una carpeta zip o bien uno o a uno.

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Los chirridos y crujidos de las supuestas casas encantadas tienen, en general, una explicación mucho menos tenebrosa: el calor.

La temperatura de un objeto puede alterar su tamaño y forma.

Cuando se aplica calor a una sustancia, sus moléculas ganan energía, se mueven más deprisa y ocupan más espacio, lo que implica que la sustancia ocupe más espacio.

A este fenómeno lo llamamos «expansión».

Cuando una sustancia pierde energía en forma de calor ocurre lo contrario. Hablamos entonces de «contracción».

Expansión de un gas

El efecto de expansión y contracción se observa en los gases, por ejemplo, cuando colocamos un globo lleno de aire dentro de un depósito con nitrógeno líquido.

A medida que el aire del globo se enfría, se contrae.

Cuando el globo empieza a calentarse de nuevo, vemos cómo se expande el aire en su interior.

Bajo la misma presión, todos los gases se expanden y contraen al mismo ritmo.

Expansión de un líquido

A diferencia de los gases, el ritmo de expansión de los líquidos depende de la naturaleza de los enlaces de sus partículas.

La expansión producida por el aumento de temperatura es la que hace subir el líquido de los termómetros.

Expansión de un sólido

La respuesta de los sólidos al calor es muy distinta de uno a otro.

Al igual que ocurre con los líquidos, su reacción depende de la naturaleza exacta de los enlaces entre sus partículas.

El aluminio, por ejemplo, se expande el doble que el hierro, aunque ambos reciban el mismo calor.

Los ingenieros deben tener en cuenta la expansión y la contracción de los materiales que utilizan en sus diseños, para evitar que revienten las ruedas de un coche, se resquebrajen las carreteras o se derrumben los edificios.

Los árboles están adaptados de forma natural a la contracción y la expansión por cambios de temperatura.

Por ello la madera es un excelente material de construcción.

¡A pesar de los escalofriantes ruidos que produce al expandirse!


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