Un determinado material cuyo volumen es 1.84 dm3 presenta
una masa de 4,93 kg, ¿Cuál es su densidad? ¿De qué material se trata
RECUERDA:
la densidad se define como la relación existente entre masa y volumen
Calculamos la densidad utilizando su ecuación
En primer lugar pasamos los dm3 a m3
1,84 dm3 :1000 = 0,00184 m3
Con este resultado vamos a la tabla en la que se nos muestran las densidades de distintos materiales y observamos que coincide con la del aluminio. Por lo tanto se trata de aluminio.
Un recipiente contiene 735 cm3 de un fluido, se introduce en él una esfera cuyo peso es 591 g y se comprueba que el nivel del depósito asciende hasta 810 cm3. ¿De qué material es la esfera introducida?
Un cubo de 50 mm de lado tiene una masa de 1.35 kg y otro de 60 mm de 1.43 kg. Si ambos se sumergiesen en agua simultáneamente, ¿cuál de los dos se hundiría más rápidamente?
Se hundirá más rápidamente el que tenga más densidad.
Tendremos que calcular la densidad de cada uno para compararlas. ¡¡Mucho ojo con el cambio de unidades!! (recuerda que en volumen cada paso de la escala va de 1000 en 1000)
En este caso tampoco nos dan el volumen, así que deberemos calcularlo considerando que lo que tenemos son cubos, y que su volumen es el lado al cubo.
Obtenemos que el primer cubo tiene una densidad de 10.800 kg/m3 y el segundo de 6.620 kg/m3, por lo que se hundirá antes el primero.
Es la variación de dimensiones que sufren los materiales cuando se modifica su temperatura.
Esta variación viene dada por la expresión:
Donde Li es la longitud inicial, k el coeficiente de dilatación lineal (depende de cada material) y ΔT es el incremento de temperatura.
En la siguiente tabla tienes los coeficientes de dilatación de materiales usuales.
| COEFICIENTE DE DILATACIÓN LINEAL (ºC-1) |
| Vidrio | 8.4 10-6
| Madera | 3.9 10-6 |
| Acero | 1.2 10-5 | Fundición | 1.3 10-5 |
| Cobre | 1.7 10-5 | Zinc | 3.1 10-5 |
Te imaginas que pasaría si, cuando hiciera mucho calor, las vías del tren se dilataran?
Pues si, como hemos visto, con el calor las vías aumentarían su longitud, con lo que se "abombarían", y el tren...
Para evitar este problema se ponen unas juntas de dilatación (espacios sin material), que se "rellenan" cuando el material se dilata, con lo que las vías no sufren ninguna deformación.
Esta misma solución se adopta en los puentes. Todos, cuando vamos en coche y pasamos por un puente, nos hemos dado cuenta de que hay unos pequeños baches que cruzan la calzada. Ahí están "escondidas" las juntas de dilatación.
El agua, en lo que a la dilatación se refiere, no sigue la conducta de los demás cuerpos. En este enlace tienes una pequeña explicación de cuál es el motivo y de por qué es providencial para la vida marina en las zonas árticas.
En el tendido de una línea de ferrocarril cuyos raíles son de fundición, ¿a qué distancia mínima se deben colocar dos raíles consecutivos si tienen una longitud de 30 m y la temperatura en la zona oscila entre 38ºC en verano y -13ºC en invierno?
AYUDA: La distancia mínima a que deben colocarse dos raíles es justo la longitud que la fundición se puede dilatar en verano.
Utilizaremos la expresión de
El valor de k lo buscaremos en la tabla que tenemos más arriba. Como el material es fundición, el coeficiente de dilatación será de 1.3 10-5 ºC-1.
Sustituyendo en la fórmula
Luego la separación mínima será de aproximadamente 20 mm.
En una línea de distribución eléctrica la longitud del cable de cobre entre dos apoyos es de 112 m. Si la temperatura ambiente es de 13ºC, ¿Cuál es la máxima temperatura que puede alcanzar, si no debe incrementar su longitud más de 30 mm?
Deberemos calcular el incremento de temperatura permitido, para lo que aplicaremos la expresión de la dilatación
aunque antes tendremos que buscar en nuestra tabla el coeficiente de dilatación del cobre.
Calculamos (cuidando con las unidades) que el incremento de temperatura máximo es de 15,75ºC.
Como la temperatura ambiente es de 13ºC, la máxima temperatura que se puede alcanzar es de (13 ºC + 15,75 º C = 28,75ºC)
La temperatura máxima que debe alcanzar es 28,75ºC.
 |
| Imagen de: Isftic. Creative Commons. |
Es la temperatura a la cual un líquido se transforma en sólido.
El agua, por ejemplo, tiene su punto de congelación, como todos sabemos, en 0ºC.
 |
| Imagen de: Isftic. Creative Commons |
Es la temperatura a la cual un líquido se transforma en gas.
Es la temperatura a la cual un cuerpo en estado sólido se transforma en líquido.
|
| Imagen de: Galería de Office. Creative Commons |
| TEMPERATURA DE FUSIÓN (ºC) |
| Fósforo | 44 | Vidrio | 450 |
| Azufre | 111 | Aluminio | 660 |
| Estaño | 231 | Cobre | 1083 |
| Plomo | 327 | Hierro | 1539 |
| Zinc | 419 | Titanio | 1800 |
| Resistencia a la corrosión |
La corrosión es el comportamiento que tienen los materiales al estar en contacto con determinados productos químicos, especialmente ácidos en ambientes húmedos.
| Resistencia a la oxidación |
La oxidación es la capacidad de los materiales a ceder electrones ante el oxígeno de la atmósfera.
