5ti informe COEFICIENTE DE DILATACIÓN LINEAL


INFORME Nº 5

COEFICIENTE DE
DILATACIÓN LINEAL




















UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRÉS
FACULTAD DE INGENIERIA
CARRERA DE INGENIERIA PETROLERA

SEMESTRE 2/2011


Nombre : Rodríguez Ichuta Verónica Nataly
C.I. : 6878944 L.P.
Grupo : K FIS102L
Docente : Ing. Rene Delgado S.


FECHA DE LA PRÁCTICA: 30/Sept/2011
FECHA DE ENTREGA: / Oct /2011
OBJETIVOS:
Validar laecuación de dilatación lineal para bajos rangos de temperatura en materiales isotrópicos.
Encontrar el coeficiente de dilatación lineal del cobre, aluminio y hierro galvanizado.
MARCO TEORICO:
La mayoría de los materiales se expanden cuando son calentados en un rango de temperaturas donde no ocurren cambios de estado. La adición de calor incrementa la amplitud promedio de la vibración promedio de losátomos en el material lo cual incrementa la separación promedio entre los átomos. Consideremos un objeto de longitud “L” el cual experimenta un cambio de temperatura “∆T”. Si “∆T” es razonablemente pequeño el cambio en la longitud “∆L”, es generalmente proporcional a “L” y “∆T”.
Matemáticamente tenemos:

Al ser entonces



Donde:
coeficiente de expansión lineal del material
En materialesisotrópicos [1/ºC] no depende de la dirección en la que se mide la expansión, aunque puede depender de la temperatura.
Los materiales con los cuales trabajaremos son isotrópicos y, en el rango de temperatura en que se realizarán los experimentos, el coeficiente de expansión prácticamente no varía con la temperatura. Nótese que la expansión del cuerpo se da en las tres direcciones del espacio.
Latemperatura es el valor medio de la energía cinética de las partículas de un cuerpo, una vez que el calor se propaga a un cuerpo, la temperatura del mismo se incrementa y de este modo, propiedades del cuerpo tienden a cambiar, entre ellas se pueden mencionar variaciones de volumen, resistencia eléctrica, presión, radiación y otros.
En el presente experimento se evaluara la variación en una de laslongitudes de un cuerpo cuyo volumen se modifica por un cambio de temperatura.
Los metales son materiales isotrópicos, por lo tanto se empelaran tubos cilíndricos de cobre, aluminio y hierro galvanizado, por cuyo interior se hará circular vapor de agua a presión atmosférica, vale decir que se mantendrá el interior de los tubos a temperatura constante correspondiente a la ebullición.
En el arreglo que sehará en la práctica se verá que el tubo permite el ingreso de vapor proveniente del vaporizador por sus dos boquillas, a través de una manguerita y evacuación de vapor respectivamente. Al mantener fijo uno de sus soportes y el otro libre en contacto con un rodillo desplazador de un reloj comparador, se puede medir en todo momento la variación de longitud del tubo cuando éste cambie de longitud.
Paraobtener lecturas de la variación de longitud para cada variación de temperatura, se requieren instrumentos de medida de rápida respuesta, pues las lecturas deben corresponder al mismo instante de la medición. El calibre tipo reloj responderá inmediatamente a los cambios de longitud, sin embargo en la medida de la temperatura existe la dificultad de encontrar un instrumento de respuesta rápida.Debemos desechar la idea de emplear un termómetro de mercurio, pues el tiempo de respuesta de este instrumento es muy largo, es decir, es muy lento, ello se debe a que primero el calor debe propagarse o transferirse a través del vidrio y luego a través del mercurio mismo, ello permitirá subir la energía cinética de sus átomos hasta que el incremento de la temperatura produzca la dilatación de lacolumna de mercurio. Ese proceso puede tomarle a este instrumento un tiempo mayor al minuto, excesivamente grande para poder conocer la temperatura instantánea de un cuerpo cuyo valor está cambiando permanentemente en el tiempo, como es el caso del experimento a realizarse.
Una de las propiedades de los cuerpos es la resistividad, esta se refiere a la oposición o freno que ofrecen dichos cuerpos...