Dilatacion fisica

LABORATORIO Nº

TEMA: EXPANSIÓN TERMICA Y COEFICIENTE DE DILATACIÓN

OBJETIVO GENERAL
* Comprender la dilatación de una varilla dependiendo de diferentes variables tanto dependientes como independientes.

OBJETIVOS ESPECIFICOS
* Determinar la expansión térmica de una varilla de hierro, aluminio y bronce como consecuencia del cambio de temperatura
* Conocer el manejo de undilatómetro y la lectura de este
* Determinar la relación entre los cambios de longitud y los cambios de temperatura que experimentan los materiales sólidos.

MARCO TEORICO
EXPANSIÓN TÉRMICA
Es una propiedad que tienen casi todos los materiales (sin importar su estado) a cambiar su dimensión original, donde son los gases donde más se observa el cambio y en los sólidos donde menos se observa,cada material tiene asociado un coeficiente de expansión lineal y volumétrico, los cuales indican que tanto se puede expandir el material ante un cambio en la temperatura.
Expansión Lineal: para el caso de una varilla a la cual se le somete a una diferencia de temperatura esta sufre un aumento en su longitud la cual es directamente proporcional si los cambios de temperatura son menores a 100grados Celsius, este aumento en la longitud se denomina expansión lineal la cual depende del cambio de la temperatura, la longitud inicial de la varilla y del coeficiente de expansión lineal alfa la podemos definir matemáticamente como:
ΔL=αLO ΔTExpansión volumétrica: al igual que la expansión lineal si los materiales están sometidos a diferencias de temperaturas menores a 100 grados estos van a sufrir un aumento en su volumen que es proporcional a la diferencia de temperatura este aumento en el volumen se denomina expansión volumétrica la cual depende del cambio de la temperatura, el volumen inicial del cuerpo y delcoeficiente de expansión volumétrica beta la podemos definir matemáticamente como:

ΔV=βVO ΔT
Coeficiente de expansión lineal: Es el aumento de longitud de la unidad de longitud de la sustancia por grado Celsius de aumento de temperatura. El coeficiente de expansión termal lineal, α,es una propiedad del material. Tiene unidades de grado inverso. Dicho coeficiente 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.
La mayor parte de los materiales se dilatan cuando se realiza una transformación isóbara (apresión constante) en la que aumente su temperatura, siempre que no haya ningún proceso de cambio de fase en dicha transformación. Generalmente, en el caso de sustancias sólidas, el calor que se introduce en el sistema para aumentar su temperatura hace aumentar la amplitud de vibración de los átomos que componen el material y con ello la separación media entre ellos, este efecto corresponde a unadilatación macroscópica.

coeficiente de dilatacion=dilataciónlongitud orignal×aumento de temperatura

Tabla 1 Coeficientes de Dilatación Lineal (α)
Material | Coeficiente (1/°C) |   | Material | Coeficiente (1/°C) |
Acero Dulce
Acero Níquel
Alpaca
Aluminio
Bismuto
Bronce
Cadmio
Cinc
Cobre
Cuarzo
Estaño
Esteatita | 0,000012
0,0000015
0,0000180,0000238
0,0000135
0,0000175
0,00003
0,00003
0,0000165
0,0000005
0,000023
0,0000085 | | Hierro Fundido
Latón
Molibdeno
Níquel
Oro
Plata
Platino
Plomo
Porcelana
Tungsteno
Vidrio Común
Vidrio Pirex | 0,0000105
0,0000185
0,0000052
0,000013
0,0000142
0,0000197
0,000009
0,000029
0,000004
0,0000045
0,000009
0,0000003 |

Tabla 2 Coeficientes de Dilatación de Líquidos (β)...