Dilatacion lineal del cobre, aluminio y acero

Evaluación de la dilatación lineal del Fe, Cu y Al
Asignatura: Termodinámica (515212)
Alumnos: Gonzalo Abarzúa (Cs. Físicas)
Felipe Aguayo (Cs. Físicas)
Natalia Del Pino (Cs. Físicas)
Evelyn Foppiano (Geofísica)
Profesor: Claudio Faúndez
Ayudante: Henry Navarro
Fecha de la experiencia: martes 3 de abril de 2012.
Cuidad Universitaria, 12 de abril de 2012.
Índice
Página
• Introducción yTeoría 3
• Montaje experimental 4
I. Equipo y materiales 4
II. Montaje de materiales 5
III. Procedimiento 6
• Análisis y resultados 7
• Conclusión 12
Introducción
Los efectos más comunes que ocasionan las variaciones de temperatura en los cuerpos o sustancias, son los cambios de sus dimensiones y los cambios de fase. Nos referiremos a los cambios de dimensiones de los cuerpos sin que seproduzcan cambios de fase. Llamamos dilatación al cambio de dimensiones que experimentan los sólidos, líquidos y gases cuando se varía la temperatura, permaneciendo la presión constante. La mayoría de los sistemas aumentan sus dimensiones cuando se aumenta la temperatura.
Este informe de laboratorio busca determinar el coeficiente de dilatación lineal de los metales (Cu, Al y Fe) entre latemperatura ambiente y los 100 oC.
Teoría
La dilatación es el cambio de cualquier dimensión lineal del sólido tal como su longitud, alto o ancho, que se produce al aumentar su temperatura. Generalmente se observa la dilatación lineal al tomar un trozo de material en forma de barra o alambre de pequeña sección, sometido a un cambio de temperatura, el aumento que experimentan las otras dimensiones sondespreciables frente a la longitud. Si la longitud de esta dimensión lineal es Lo, a la temperatura To y se aumenta la temperatura a T, como consecuencia de este cambio de temperatura, que llamaremos ΔT se aumenta la longitud de la barra o del alambre produciendo un incremento de longitud que simbolizaremos como ΔL. Experimentalmente se encuentra que el cambio de longitud es proporcional al cambio detemperatura y la longitud inicial Lo. Podemos entonces escribir: Δ ∝0 ∙Δo bien que Δ=∙0∙Δ
Donde α es un coeficiente de proporcionalidad, que denominado “coeficiente de dilatación lineal”, y que es distinto para cada material. Por ejemplo: Si consideramos que el incremento de temperatura, ΔT = 1ºC y la longitud inicial de una cierta pieza, Lo = 1 cm consecuentemente el alargamiento será: Δ=∙1∙1°Si efectuamos el análisis dimensional, advertimos que las unidades de α, estarán dadas por:
α = cm / cm °C = 1/°C o bien °−1; luego: =10ΔΔ
Si miramos de forma microscópica, todo material se encuentra constituido por partículas. Estas se encuentran en plena interacción (vibración) en todo momento. La energía cinética debido a esta vibración se encuentra íntimamente ligada y determinada por elcambio de temperatura en el entorno. A medida que la temperatura aumenta, la energía cinética del sistema se ve alterada, y la vibración molecular se acrecienta, razón por la cual, la distancia entre las mismas también crece. Debido a esto podemos medir cambios lineales, de superficie o de volumen en cualquier material.
Montaje experimental
I. Equipo y materiales
• Aparato de expansión térmica:Se utiliza para la medición de la dilatación lineal de materiales sólidos en dependencia con la longitud del material, a él se encuentra adosado un vernier para medir la variación de la longitud.
• Tester (Ohmímetro): El tester es un instrumento de medición. Con él podemos medir tensión corriente y resistencia entre otras.
• Hervidor eléctrico: Para generación de vapor de agua, por ejemplo, paraexperimentos de
dilatación térmica.
• Mangueras conectoras: Para conectar el generador de vapor al metal.
• Huincha: Para medir las longitudes iníciales de los metales.
• Vaso de precipitado: es un recipiente cilíndrico de vidrio fino que se utiliza en el laboratorio para preparar o calentar sustancias y traspasar líquidos.
• Guantes
• Agua
II. Montaje de materiales
1. Se ubica el equipo...