Acerca de esta herramienta
La Calculadora de expansión térmica calcula cuánto crece o se contrae una pieza con un cambio de temperatura y, opcionalmente, la tensión que se acumula si la pieza se mantiene rígidamente y no puede expandirse. Elige un material —o escribe un coeficiente personalizado—, selecciona si expandes una longitud, un área o un volumen, introduce el tamaño original y el cambio de temperatura, y devuelve el cambio dimensional y el nuevo tamaño. Se ejecuta por completo en tu navegador.
La expansión lineal sigue ΔL = α·L₀·ΔT, dando una nueva longitud L₀·(1 + α·ΔT), donde α es el coeficiente lineal de expansión térmica. La expansión de área usa aproximadamente 2α y la volumétrica 3α, así que la herramienta multiplica la deformación lineal por 1, 2 o 3 según el tipo de dimensión que elijas. Los coeficientes incorporados están en unidades de 10⁻⁶ por °C: acero 12, hierro fundido 11, inoxidable 17, aluminio 23, cobre 17, latón 19, titanio 8,6, hormigón 12, vidrio 9 y PVC 50. El cambio de temperatura puede introducirse en °C o °F (un delta de °F se escala por 5/9). Si proporcionas un módulo elástico, la tensión térmica totalmente restringida es σ = E·α·ΔT, reportada en MPa y psi.
Como ejemplo resuelto, una barra de acero de 1000 mm calentada 80 °C se expande 12 × 10⁻⁶ × 1000 × 80 = 0,96 mm, alcanzando 1000,96 mm. Si esa misma barra estuviera rígidamente sujeta de modo que no pudiera crecer, la tensión térmica de compresión con E = 200 GPa sería 200.000 × 12 × 10⁻⁶ × 80 ≈ 192 MPa, razón por la cual los puentes, los raíles y las tuberías necesitan juntas de dilatación y bucles para aliviar exactamente esta tensión.