2.4.1 Dilatación lineal

Consideremos primero la dilatación térmica de un objeto sólido, cuyas dimensiones lineales se pueden representar por Lo, y que se dilata en una cantidad ΔL.

Experimentalmente se ha encontrado que para casi todas las sustancias y dentro de los límites de variación normales de la temperatura, la dilatación lineal ΔL es directamente proporcional al tamaño inicial Lo y al cambio en la temperatura Δt, es decir:

Al ser ΔL directamente proporcional a Lo Δt se puede afirmar que están ligadas por un cociente constante:

a esta constante se le llama coeficiente de dilatación lineal, la cual depende exclusivamente del material correspondiente y cuya unidad es el recíproco del grado, es decir [°C]-1.

El conocimiento del coeficiente de dilatación (lineal) adquiere una gran importancia técnica en muchas áreas del diseño industrial. Un buen ejemplo son los rieles del ferrocarril; estos van soldados unos con otros, por lo que pueden llegar a tener una longitud de varios centenares de metros. Si la temperatura aumenta mucho la vía férrea se desplazaría por efecto de la dilatación, deformando completamente el trazado. Para evitar esto, se estira el carril artificialmente, tantos centímetros como si fuese una dilatación natural y se corta el sobrante, para volver a soldarlo. A este proceso se le conoce como neutralización de tensiones.