Expansion Termica

Practica No.5
Expansión Térmica

Facultad de Ciencias
Montes González Ivan
Resumen:
Para esta práctica nuestro objetivo era determinar el coeficiente de dilatación lineal del cobre, acero, aluminio y el coeficiente volumétrico del agua, los coeficientes de los metales los pudimos obtener con ayuda del aparato de Pasco el cual nos daba de forma muy precisa el cambio de longitud de losmetales y para el coficiente edl agua usamos un matraz con un tapon en cual tenia un tubo por el cual podíamos ver que tanto se expandía el agua, calculando el volumen que podía soportar el tubo, pudimos obtener correctamente los coeficientes de los metales sin ningún inconveniente, caso contrario en el agua nos costo mas trabajo ya que este oscilaba a la hora de dilatarse por que tenia burbujas deaire dentro del agua y tuvimos q volver a hacerlo hasta quitar la mayor cantidad de aire del agua.

Introducción:
Cuando aumenta la temperatura en cualquier materia, los átomos vibran con una amplitud mayor, y la distancia promedio entre los átomos aumenta, esto conduce a una dilatación de todo el cuerpo. El cambio en cualquier dimensión lineal del sólido, tal como la longitud, ancho o espesor,se llama dilatación lineal, entonces tenemos q la dimensión lineal es L, el cambio de temperatura ΔT causa un cambio de longitud ΔL. Por medio de este experimento hallamos q si ΔT es pequeña, el cambio de longitud es proporcional al cambio de temperatura y esto lo podemos confirmar con la siguiente ecuación:
ΔL=(α)(L0)(ΔT)
De esta misma forma actúan los líquidos y estos sufren una expansiónvolumétrica que esta dada por la siguiente ecuación:
ΔV=(β)(V0)(ΔT)Donde ΔV es el cambio en el volumen y β es el coeficiente de expansión volumétrica.
En la tabla #1 se muestran los coeficientes de dilatación lineal obtenidos en internet:
Material | α (°C-1) |
Cobre | 1.7 x 10-5 |
Aluminio | 2.4 x 10-5 |
Acero | 1.2 x 10-5 |
Tabla#1 Coeficientes de dilatación lineal.Y sobre el coeficientede expansión volumétrica encontramos que su valor es de 2.0 x 10-4
Materiales:
Los materiales que usamos fueron:
-Aparato de Pasco δL=.005mm
-Matraz Elen-Mayer con tapón
-Agitador Magnético
-Parrilla
-Vernier δL=.025mm
-Termómetro alcohol
-Tubo
-MultimetroProcedimiento:
Montamos el Aparato de pasco con cada uno de los metales por separado, cobre, acero y aluminio. Tomamos su medidainicial y el aparato nos daba la cantidad en milímetros en que cada uno se dilataba y con ayuda del multimetro medimos su temperatura inicial y final con la que obtendríamos ΔT.
Para la parte de expansión volumétrica del agua tomamos temperatura inicial del agua en el matraz con tapón y empezamos a calentarla en la parrilla, al calentarla marcamos la dilatación del agua cada 0.3619cmᵌ y cada que sedilataba esa cantidad tomábamos el cambio de su temperatura. Aluminio | Longitud inicial L=(70.1±0.05)cm |
ΔL= (0.11±.0005)cm | ΔT= (62±0.5)°C | Coeficiente α=(2.53 x10-5 ±1.1x10-7) °C-1 |
Tabla #3 Coeficiente dilatación aluminioDe la tabla#3 observamos que nuestro coeficiente obtenido a partir de la experimentación fue α=(2.53 x10-5 ±1.1x10-7) °C-1 y teóricamente habíamos encontrado que elcoeficiente de dilatación lineal del aluminio es de 2.4x10-5 este valor es muy aproximado al de nosotros.Seguimos con el Acero siguiendo el mismo procedimiento que los dos metales anteriores obtuvimos α=(.058cm)/((70.1cm)(59°C)) la tabla#4
Acero | Longitud inicial L=(70.1±0.05)cm |
ΔL= (0.058±.0005)cm | ΔT= (59±0.5)°C | Coeficiente α=(1.4 x10-5 ±2.4x10-7) °C-1 |
Tabla#4 Coeficientedilatación Aluminio
En comparación con los datos teóricos obtenidos nuestro error fue de .2x10-5 viendo que el error es muy pequeño podemos decir que nuestro resultado obtenido experimentalmente fue el correcto.
La segunda parte de la practica nuestro objetivo era determinar el coeficiente de dilatación volumétrica (β) del agua y para esto necesitábamos obtener datos de temperatura y de cambio de...