Dilatación

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Dilatación Térmica
Introducción
Todo lo que nos rodea está constantemente en un sistema térmico, donde los cuerpos interactúan entre sí, y la energía pasa de un objeto a otro buscando su equilibrio. En dicho proceso, los cuerpos responden al cambio de temperatura, variando en parte sus propiedades y atributos, un claro ejemplo es el fenómeno de la dilatación lineal, que consiste en lavariación de la longitud de un cuerpo producto del cambio de temperatura y la estructura del mismo. De ahí, que cada cuerpo interactué de manera diferente aun si se encuentra en un mismo sistema.
La materia se expande cuando es calentada y se contrae cuando es enfriada. La cantidad de expansión es considerable en los gases, es apreciable en los líquidos y pequeña en los sólidos. Sin embargo, aún enlos sólidos la cantidad de expansión es de tal magnitud que no puede ser despreciada en el diseño de maquinaria y aparatos industriales, particularmente si se espera sea considerable la variación de temperatura.
Este fenómeno se explica por la teoría de la Energía Cinética Molecular de la Materia. De acuerdo con esta teoría la energía cinética (y por lo tanto la velocidad) de las moléculas de unasustancia se incrementa con el incremento de la temperatura, si las moléculas adquieren gran energía se mueven con gran velocidad y chocan unas otras violentamente dando como resultado que su distancia media resulte aumentada. El volumen, el área o la longitud del material entonces se incrementan con la temperatura.
En el caso de varillas metálicas o alambres esta expansión es mayor enlongitud (expansión lineal).
Objetivo General
Encontrar el valor del coeficiente de expansión lineal para cada uno de las varillas utilizadas en la práctica de laboratorio.
Objetivos específicos
* Obtener los diferentes comportamientos del material sometido a altas temperaturas por medio de gráficas.
* Hallar el valor del coeficiente de expansión lineal mediante los datos obtenidosexperimentalmente.
* Descubrir el error porcentual entre el coeficiente de expansión lineal teórico con el experimental.
* Reconocer las diferentes aplicaciones del comportamiento de diferentes materiales a situaciones reales en el entorno diario.

Marco teórico
1. ¿Todas las sustancias se expanden cuando se calientan?
Casi todos los sólidos se dilatan cuando se calientan, e inversamentese encogen al enfriarse; pero hay grandes excepciones como el agua y la cerámica por hablar de unas. La temperatura no es más que la expresión del grado de agitación de las partículas o moléculas de una sustancia. Cuando se da calor a un sólido se está dando energía a sus moléculas; éstas, estimuladas, vibran más enérgicamente. Es cierto que no varían de volumen; pero se labran un espacio másgrande para su mayor oscilación, de manera que al aumentar la distancia entre molécula y molécula el sólido concluye por dilatarse. El agua al contrario cuando baja su temperatura se congela expandiéndose De cero a cuatro grados centígrados, el agua se contrae a medida que se calienta. En otras palabras, el agua se halla en un estado más denso cuando está a cuatro grados, y en realidad es menos densaa temperaturas más bajas.

2. ¿Qué se define como coeficiente de dilatación lineal y de que depende?
El coeficiente de expansión lineal nos expresa la dependencia de la longitud de las muestras con su temperatura y tiene importancia en el estudio de las ecuaciones de estado de los diferentes materiales, a través de las relaciones termodinámicas adecuadas. Si suponemos un objeto de longitud,L, sometido a un cambio de temperatura ∆T, suficientemente pequeño, podemos considerar proporcional la dependencia entre el aumento de longitud total de la muestra, ∆L, y su aumento de temperatura.
Matemáticamente, lo podríamos expresar como sigue:
∆L=αl0∆T

α= ∆Ll0∆T
Donde α es el denominado coeficiente lineal de dilatación térmica, objeto de medida en esta experiencia, siendo sus...