Labo Dilataciion Lineal

7/25/2019 Labo Dilataciion Lineal

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COEFICIENTEDE

DILATACIN

LINEAL

Curso: FISICA II

Profesores: -Pea Yalico Vicente

-Llao!a Curi"o#nn$

Alunos:%ara$ Suare& Daniel

'acc#a Velas(ue& )iler

%a$ter*ia Del+a*o ,en*all

NIVE.SIDAD NACIONAL DE IN%ENIE./A

FACLTAD DE IN%ENIE./A ELECT.ONICA


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Facultad de Ingeniera Electrnica

0123TABLA DE CONTENIDO

1. INTRODUCCION.2

2. OBJETIVOS. 2

3. MARCO TERICO..... 3

4. MATERIALES Y EQUIPOS....5

5. PROCESO EXPERIMENTAL....7

6. CLCULOS Y RESULTADOS .1!

7. CONCLUSIONES....13

". RECOMENDACIONES......14

11. BIBLIO#RA$%A..14

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1.& INTRODUCCIN'

En el presente laboratorio se buscar, en primera instancia, determinar elcoeficiente de dilatacin de diferentes sustancias. Ser necesario para tal finconocer las variables de temperatura y dilatacin lineal que afecten a cada materialdel experimento.

El coeficiente de dilatacin es el que mide el cambio relativo de longitud o volumenque un cuerpo experimente frente a un cambio de temperatura. Durante latransferencia de calor la energa almacenada en los enlaces entre tomo y tomocambia, a mayor energa almacenada, mayor la longitud de los enlaces. Esoexplica que a mayor temperatura un slido se dilate y a menor se contraiga.La frmula que relaciona la variacin de la temperatura de un slido (T!, sudilatacin lineal y su coeficiente de dilatacin )! es la siguiente"

2.& OBJETIVO'

# Determinar el coeficiente de dilatacin lineal de diferentes sustancias.

.

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3.& MARCO TERICO'

Las sustancias, contraen o incrementan su volumen al aumentar su temperatura.En general la variacin del tama$o de un cuerpo es en las tres dimensiones% sinembargo, debido a la geometra particular de cada cuerpo, en ciertos casos, solose considera el aumento de una dimensin alambres delgados! o en dos

dimensiones laminas delgadas! debido a que el aumento en estas dimensiones esnotablemente mayor que en las otras dimensiones. &uando se considera solo ladilatacin en una dimensin se dice que se trata de una dilatacin lineal, cuando esen dos dimensiones se le llama dilatacin superficial y cuando es en las tresdimensiones recibe el nombre de dilatacin volum'trica. La experiencia pone enevidencia que la dilatacin de los cuerpos depende adems de la sustancia de laque se trate! de las dimensiones iniciales y del incremento de temperatura.(ratndose por e)emplo de un alambre delgado el aumento de longitud es mayorcuando ms largo es inicialmente el alambre y tambi'n cuando mayor sea elincremento de temperatura. *ara el anlisis cuantitativo de la dilatacin de un

cuerpo es necesario definir un t'rmino conocido con el nombre de coeficiente dedilatacin, que podr ser lineal, superficial o cubica, seg+n sea el caso.

&E-&E/(E DE DL0(0&1/ L/E0L"

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Se define como coeficiente de dilatacin lineal de una sustancia el aumento quesufre la longitud unitaria del cuerpo cuando su temperatura 2a elevado un grado.

0s, por e)emplo si tenemos una varilla de 3,4 m de longitud a 546& y despu's decalentarlo 2asta los 536& la nueva longitud es 3.445 m el coeficiente de dilatacin

lineal de la varilla ser 5 mm 7 4.445 m! por cada metro y por cada grado &elsiuses decir" 4.445 m8m.6& o 5 x 34#9 6&!#3En forma similar puede definirse el coeficiente de dilatacin superficial, as comotambi'n el coeficiente de dilatacin c+bica.

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TABLA DE COEFICIETES

DEDILATACIO


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:.# ;0(E?*S"

UNA $UENTE DE VAPOR DE A#UA

UNA RE#LA MILIMETRADA Y UN VERNIER

TRES

TUBOS *VIDRIO+ ALUMINIO YVIDRIO,

UN APARATO DE DILATACION TERMICA LINEAL

UN TRANSPOTADOR

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5.& PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL'

0l observar la figura se not que la varilla tiene un punto fi)o, ba)o la pin@a y unpunto libre apoyado sobre una agu)a. Esta agu)a puede rotar cuando debido a laelevacin de la temperatura la varilla se dilata. La varilla AruedaB sobre la agu)a, yesta asimismo gira sobre el apoyo doble avance!.

& Se dispuso del equipo seg+n se muestra en la figura 3, teniendo en cuentaque el indicador unido con la agu)a! se encuentre apuntando verticalmente2acia aba)o!.

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# &on el matra@ destapado se 2i@o 2ervir el agua que contiene.

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#;ida la longitud libre del tubo entre sus puntos de apoyo L 4!.

#&uando el agua lleg esta en ebullicin tape el matra@ para que elvapor de agua pase por el tubo y observe el giro de la agu)a.

#Despu's que 2a cesado la dilatacin, mida el ngulo que 2a girado laagu)a. Este ngulo permitir calcular la dilatacin del tubo.

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6.& CLCULOS Y RESULTADOS'

M-/0- L*, T!*C, T*C,

(T*C,

89/0 8/ --:;0/

C4.c

m 3 344 9 4.4F4.44G!cm 4.95

V80C4.c

m 3 344 9 *!.!7?!.!!5,

!.12"

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Dnde"

T!' (emperatura inicial en grados centgrados.

T'(emperatura final en grados centgrados.

'Hngulo que despla@ barri! la agu)a en radianes.

L!' Longitud inicial de la varilla medido desde un punto fi)o 2asta un ciertopunto que coincida con la posicin de la agu)a.

CLCULOS'

Iallamos la L de cada material y aplicamos la siguiente formula"

L=2R

A;=

L=2RL=2 (0,0350,0025 )(0,4278)=(0,0940,00672)cm

02ora 2allamos el coeficiente de dilatacin"

LAluminio

=Lo

T


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P'rcenta(e de err'r)

error=(

Aluminioterico

Aluminioexperimental)

Aluminioterico.100

error=(2,31051.862105)

2,3105 .100

error=19,0434

C>0/

L=2R L=2 (0.0350.0025 )(0.32)=(0.0700.00502)c m


Lcobre

=Lo

T


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error=18.411

V80

L=2R L=2(0.0350.0025 ) (0.128 )=(0.0280.00201) c m


LVidrio=Lo T


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7.& CONCLUSIONES'

# La variacin de la longitud depender del giro que 2aga la agu)a

#El coeficiente de dilatacin lineal del cobre, aluminio y vidrio que obtuvimosexperimentalmente difiere bastante del valor terico, esto debido a lo difcilque resulta ver el giro que 2ace la agu)a.

#Se comprob experimentalmente que el coeficiente de dilatacin t'rmica lineal

para cada tipo de material no es igual para todos,

#El valor del cobre se obtuvo un 3.:33J de error comparado con el valor terico,al calcular el valor del vidrio se obtuvo un 9:.5J de error comparado con su valorterico, y un 3K.4:9:J de error para el aluminio. Los errores son aceptablesinfluyendo tambi'n la ba)a temperatura 3c!

#El material que posee mayor coeficiente de dilatacin lineal es el aluminio% mayorfacilidad para poder dilatarse ante un incremento de temperatura!.

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@.&RECOMENDACIONES'

El experimento requiere de prudencia ya que el matra@ alcan@ar altastemperaturas al igual que cada una de las varillas y saldr expulsado vaporpor un extremo, lo que podra ocasionar quemaduras.

Se recomienda fi)ar bien el punto desde el cual se medir el ngulo de girode la agu)a para tener mayor precisin en la medicin.

Si se desea que a la 2ora de 2ervir demore menos, se recomienda tapar elmatra@ desde el inicio.

C'l'car la *anguera de g'*a adecuada*ente +ara ,ue n' -a.a /uga del

ga0 ,ue a -acia el *ec-er' . el a+'r de agua ,ue 0ale del *atra al

tu'

11.& BIBLIO#RA$%A'

Iugo ;edina Mu@mn, A-sica 5B, Nolumen 3, -ondo Editorial, paginas 33#3K.

SerOay PQ.R.QeOett,B-sica para ciencias e ingenieraB, Editorial(2omson, Sexta edicin% pg. G9#G9K.

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