Dilatacion Termica

DILATACIÓN TÉRMICA

Cuando la temperatura de un cristal varia, se produce un cambio en sus

dimensiones (dilata o contrae), y a menudo deforma, que se conoce como

dilatación térmica. Cuando se recupera la temperatura inicial, se

recuperan las dimensiones y la forma, y por tanto, el fenómeno es

reversible.

Un incremento de temperatura implica,

normalmente, un aumento de las distancias

interatómicas (y por tanto, una dilatación) debido

al incremento de la vibración térmica de cada un

de los átomos. Si imaginamos un sistema sencillo

formado por dos átomos enlazados, a 0ºK el

sistema es estático, no hay vibración térmica y los

centros de los átomos se encuentran a una

distancia determinada d0.

Al aumentar la temperatura, los átomos vibran

alrededor de posiciones de equilibrio, y por tanto,

la distancia promedio entre los dos centros (d1) es

mayor y el sistema dilata. En la figura, para simplificación se ha

representado una vibración esférica alrededor del centro, por bien que en

realidad no tiene esta forma). Intuitivamente, es fácil imaginar que a

mayor temperatura, más amplia es la vibración, y más grande la distancia

entre los átomos, con el límite de estabilidad del sistema (transformación

o fusión, en el caso de los cristales).

En los cristales, la situación es más compleja porqué el sistema es

tridimensional, con enlaces de diferentes energías, y existen interacciones

entre los átomos, y por tanto, el aumento de temperatura no siempre

implica un aumento de las distancias, si no que, a veces, hay contracción.

Hasta en cristales formados por una solo tipo de átomos, a menudo los

enlaces en diversas direcciones son diferentes (este es el caso del grafito

o de los polimorfos del azufre, por ejemplo), y por tanto, es de esperar

comportamientos diferentes en las diferentes direcciones. Esto lleva a

suponer que el fenómeno puede ser, frecuentemente, anisotrópico.

Siendo la dilatación térmica anisotrópica, las diferentes variaciones de

dimensiones en las diversas direcciones puede causar la deformación de

los poliedros de coordinación y la variación de las dimensiones de la

celda fundamental.

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