Pregunta

Expansión y contracción : ¿Por qué el calor y el frío hacen que las cosas se expandan y se contraigan? También por qué algunos metales se expanden más que otros?

Preguntada por: Marcus Mckean
Respuesta

Recuerda que todos los materiales están formados por átomos. A cualquier temperatura por encima del cero absoluto (-273 grados centígrados) los átomos estarán en movimiento. En un sólido estarán vibrando en posiciones fijas, en un líquido se empujarán unos a otros y en un gas pasarán zumbando entre ellos a velocidades muy altas. Cuando un material se calienta, su energía cinética aumenta y sus átomos y moléculas se mueven más. Esto significa que cada átomo ocupará más espacio debido a su movimiento y el material se expandirá. Cuando está frío, la energía cinética disminuye, por lo que los átomos ocupan menos espacio y el material se contrae.
Algunos metales se expanden más que otros debido a las diferencias en las fuerzas entre los átomos / moléculas. En metales como el hierro, las fuerzas entre los átomos son más fuertes, por lo que es más difícil que los átomos se muevan. En el latón las fuerzas son un poco más débiles, por lo que los átomos tienen más libertad de movimiento. Estas diferencias de contracción se aprovechan en una tira bimetálica, que se compone de una tira de latón colocada al lado de una tira de hierro. Cuando la tira se calienta, el latón se expande más que el hierro, por lo que la tira se acuesta. Se utiliza en dispositivos como alarmas de incendio y disyuntores para hacer o romper contactos en un circuito eléctrico.
Las diferencias en la expansión y contracción son aún más visibles en diferentes estados, de nuevo debido a la cantidad de fuerza que mantiene los átomos juntos. Un gas se expandirá al máximo ya que sus átomos están libres unos de otros por lo que son libres de aumentar su velocidad al máximo.

Respuesta de: Sara Al-Assam, Estudiante, Tiffin Girls’ School, Kingston