Dilatacion de metales

INTRODUCCIÓN

La dilatación de metales es un tema muy importante, ya que se necesita tomar en cuenta en gran variedad de ámbitos, ya que casi todos los materiales, con muy pocas excepciones sufren cambios al ser expuestos a variaciones de temperatura. El presente proyecto presenta las diferentes tipos de dilatación que sufren los cuerpos, así como también algunas fórmulas empleadas paracalcular las diferentes variables existentes. La hipótesis que se planteó fue la verdadera utilidad de este principio para optimizar procesos sencillos en el campo industrial. Se construyó un modelo de un interruptor térmico a base de un cebador (arrancador de lámpara fluorescente), un abanico de equipo de cómputo, una fuente de energía, cableado, una fuente de calor y una base de cartón para montar elproyecto. Para armar el interruptor térmico se consulto un ingeniero eléctrico, así como también se consultaron páginas web. Se utilizo una fuente de 12 voltios como alimentación, la cual tuvimos que cambiar ya que no estaba generando el voltaje requerido. El interruptor térmico se elaboro de tal manera que al acercar una fuente de calor a la ampolla de vidrio el contacto móvil bimetal de laampolla se dilate cerrando el circuito permitiendo la alimentación del abanico. Se tubo un inconveniente a la hora de hacer los cálculos, ya que no se contaba con los implementos necesarios para hacer las mediciones requeridas. En la industria se debería de ser más frecuente el uso de este principio, ya que generaría una reducción en los costos de la producción al cambiarlos por elementos de un mayorcosto, mejorando la calidad de vida de las personas.

Palabras claves. Dilatación térmica, cebador, interruptor térmico.


En el siguiente informe encontrará como se determina el coeficiente de dilatación lineal de un metal a través de la experimentación. La dilatación térmica se define como el aumento de longitud, volumen o alguna otra dimensión métrica que sufre un cuerpo físico debido alaumento de temperatura que se provoca en ella por cualquier medio, sabiendo que para cada material la dilatación es distinta dependiendo de su coeficiente de dilatación térmica.
MARCO TEÓRICO

Para comprender la dilatación, es conveniente visualizar el fenómeno a nivel microscópico, la expansión térmica de un sólido sugiere un aumento en la separación promedio entre los átomos en el sólido. Lacurva de energía potencial de átomos contiguos en un sólido cristalino, en función de su separación internuclear, es de trazado asimétrico. Conforme los átomos se van aproximando, su separación disminuye respecto del valor de equilibrio ro, entonces intervienen fuerzas repulsivas intensas y la curva de potencial aumenta rápidamente. Conforme los átomos se alejan, sus separaciones aumentanrespecto del valor de equilibrio y entonces intervienen fuerzas un tanto más débiles y la curva de potencial aumenta de una manera más lenta. Para una energía vibracional dada, la separación de los átomos cambiará periódicamente de un valor mínimo a uno máximo y la separación promedio será mayor que la separación de equilibrio, debido a la naturaleza asimétrica de la curva de energía potencial. Cuando laenergía vibracional es mayor aún, la separación promedio será también más grande. El efecto es aumentado por el hecho de que al tomar el promedio temporal del movimiento, se debe tomar en cuenta el mayor tiempo transcurrido en las separaciones extremas (en donde la rapidez vibracional es menor). Debido a que la energía vibracional aumenta conforme lo hace la temperatura, la separación promedioentre los átomos aumenta con la temperatura y el sólido como un todo se expande. Recordemos, que la energía potencial molecular, se puede expresar como la suma de las energías cinética media, rotacional y vibracional:
Em = Ekmed + Er + Ev,
Donde Ekmed, representa la energía cinética media, Er, la energía rotacional, y Ev la energía vibracional.

JUSTIFICACIÓN

Es importante considerar la...