Dilatacion Superficial Ejercicios Resueltos May 2026
Problem:
A copper plate has an area of (2.000 , m^2) at (20^\circ C).
(\alpha_Cu = 1.7 \times 10^-5 , ^\circ C^-1).
Find the final area at (120^\circ C).
Solution:
Answer: (2.0068 , m^2).
Nota conceptual: Cuando una placa con un agujero se calienta, el agujero también se expande como si estuviera hecho del mismo material.
Enunciado: Una placa de hierro (α = 11.7×10⁻⁶ °C⁻¹) tiene un orificio circular de 20 cm² de área a 25 °C. Calcular el área del orificio a 350 °C.
Solución:
Respuesta: El agujero pasa a tener 20.15 cm².
Dilatación superficial describes how the area of a solid changes when its temperature changes.
Where:
Important relation:
For isotropic solids: (\beta = 2\alpha)
where (\alpha) = linear expansion coefficient.
If you’d like, I can solve 5 additional original problems with step-by-step solutions in the same format, or provide a printable problem set. Just let me know.
¡Claro! A continuación, te presento un artículo sobre "Dilatación superficial: ejercicios resueltos" :
Introducción
La dilatación superficial es un fenómeno físico que se produce cuando un material se expande en todas direcciones debido a un aumento en su temperatura. Esto causa que el material aumente su área superficial. En este artículo, exploraremos algunos ejercicios resueltos sobre dilatación superficial para que puedas comprender mejor este concepto.
¿Qué es la dilatación superficial?
La dilatación superficial se define como el aumento en el área superficial de un material debido a un cambio en su temperatura. Esto se debe a que los átomos o moléculas del material se mueven más rápidamente y se separan unos de otros, lo que causa que el material se expanda.
Ecuación de dilatación superficial
La ecuación que describe la dilatación superficial es: dilatacion superficial ejercicios resueltos
ΔA = β * A0 * ΔT
donde:
Ejercicios resueltos
Ejercicio 1
Un placa de acero tiene un área superficial inicial de 2 m² a una temperatura de 20°C. Si se calienta hasta 50°C, ¿cuál será su nuevo área superficial? El coeficiente de dilatación superficial del acero es de 0,000022 K⁻¹.
Solución
Primero, calculemos el cambio en la temperatura:
ΔT = 50°C - 20°C = 30 K
Luego, podemos utilizar la ecuación de dilatación superficial:
ΔA = β * A0 * ΔT
= 0,000022 K⁻¹ * 2 m² * 30 K
= 0,00132 m²
El nuevo área superficial será:
A = A0 + ΔA
= 2 m² + 0,00132 m²
= 2,00132 m²
Ejercicio 2
Un tanque de gasolina tiene un área superficial de 5 m² a una temperatura de 10°C. Si se llena con gasolina a una temperatura de 20°C, ¿cuál será el cambio en su área superficial? El coeficiente de dilatación superficial del acero es de 0,000022 K⁻¹.
Solución
Primero, calculemos el cambio en la temperatura:
ΔT = 20°C - 10°C = 10 K
Luego, podemos utilizar la ecuación de dilatación superficial:
ΔA = β * A0 * ΔT
= 0,000022 K⁻¹ * 5 m² * 10 K
= 0,0011 m²
Ejercicio 3
Un disco de aluminio tiene un área superficial inicial de 0,5 m² a una temperatura de 25°C. Si se calienta hasta 100°C, ¿cuál será su nuevo área superficial? El coeficiente de dilatación superficial del aluminio es de 0,000023 K⁻¹.
Solución
Primero, calculemos el cambio en la temperatura:
ΔT = 100°C - 25°C = 75 K
Luego, podemos utilizar la ecuación de dilatación superficial:
ΔA = β * A0 * ΔT
= 0,000023 K⁻¹ * 0,5 m² * 75 K
= 0,0008625 m²
El nuevo área superficial será:
A = A0 + ΔA
= 0,5 m² + 0,0008625 m²
= 0,5008625 m²
Conclusión
En este artículo, hemos explorado algunos ejercicios resueltos sobre dilatación superficial, que es un fenómeno físico importante en diversas áreas de la ingeniería y la física. La ecuación de dilatación superficial es fundamental para calcular el cambio en el área superficial de un material debido a un cambio en su temperatura. Espero que estos ejercicios te hayan ayudado a comprender mejor este concepto. ¡Si tienes alguna pregunta o necesitas más ayuda, no dudes en preguntar!
For a comprehensive guide on superficial expansion (dilatación superficial), you can refer to the following educational materials and solved exercises. These resources provide clear definitions, formulas, and step-by-step solutions for physics students. Key Educational Resources Comprehensive PDF Guide Physics Guide from Educajovenes y Adultos
includes the conceptualization of superficial expansion, a table of expansion coefficients, and a solved problem regarding a glass window at varying temperatures. Solved Exercise Collections Studocu - Ejercicios Resueltos
: Provides detailed step-by-step solutions for problems involving iron gates and temperature decreases. Scribd - Practical Physics Class
: Offers practical examples such as calculating the expansion of a steel sheet and explains the relationship between linear and superficial coefficients ( Fundamental Formula To solve these exercises, the primary formula used is: Problem:
A copper plate has an area of (2
cap delta cap A equals cap A sub 0 center dot gamma center dot cap delta cap T cap delta cap A : Variation in area. cap A sub 0 : Initial area.
: Coefficient of superficial expansion (typically twice the linear coefficient, cap delta cap T : Variation in temperature ( Subsistema de Preparatoria Abierta del Estado de Puebla Step-by-Step Example
If you are starting a problem, following this algorithm from Liceo Corregidora is helpful: Identify Data : Note the initial area ( cap A sub 0 ), initial temperature ( cap T sub i ), final temperature ( cap T sub f ), and the material's coefficient. Determine the Goal : Identify if you need the area change ( cap delta cap A ) or the final area ( cap A sub f Substitution and Calculation
: Plug values into the formula, ensuring temperature units match the coefficient (usually Celsius or Kelvin). Liceo corregidora solved example for a particular material, like aluminum or steel?
The dilatación superficial (surface expansion) is a physical phenomenon where an object's area increases due to a change in temperature. This occurs in materials where two dimensions (length and width) predominate over thickness. Key Formula
The final area is calculated using the following relationship:
Af=A0(1+γΔT)cap A sub f equals cap A sub 0 open paren 1 plus gamma cap delta cap T close paren Afcap A sub f : Final area. A0cap A sub 0 : Initial area.
: Coefficient of surface expansion, which is approximately twice the linear coefficient ( ΔTcap delta cap T : Change in temperature ( 1. Identify the Initial Parameters Determine the starting area ( A0cap A sub 0 ), initial temperature ( T0cap T sub 0 ), and the material's expansion coefficient (
). For surface expansion, you must double this coefficient to find Example: A glass window with Coefficient: For glass, is often used to find 2. Calculate the Temperature Change
Find the difference between the final and initial temperatures. Calculation: 3. Apply the Expansion Formula Substitute the known values into the equation to find the result.
Step: Multiply the coefficient by the temperature change, add 1, and then multiply by the initial area.
Resource: You can find step-by-step video solutions on platforms like Emmanuel Asesorías or Fisimat. 4. Solve for Other Variables (Advanced)
Sometimes problems ask for the final temperature or the original area. In these cases, rearrange the formula before substituting. Example: To find Tfcap T sub f
Practical Case: Calculating the temperature needed to heat a steel ring so it fits over a wheel. ✅ Final Summary
The final area of an object undergoing surface expansion is directly proportional to its initial area and the increase in temperature, scaled by its specific material coefficient.
Dilatación Superficial, Ejercicio (Cálculo de la temperatura final)
Problem: A brass sheet increases its area by (1.2 , \textcm^2) when heated from (20 , \text°C) to (120 , \text°C). If (\alpha_\textbrass = 1.9 \times 10^-5 , \text°C^-1), find the initial area. Answer: (2
Solution:
Answer: (315.8 , \textcm^2).
