Informe de dalatacion lineal

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LABORATORIO Nº 2
VERTEDEROS

Resumen.-
Se muestra cómo determinar experimentalmente el coeficiente de dilatación lineal de una barra hueca de un metal por la que se hace circular agua a diferentes temperaturas procedente de un termostato. Así mismo se indica como llevar a cabo una experiencia en la que circula agua fría por el interior de la barra previamente dilatada.
1. Objetivos.-2.1. Objetivo General.-

Definir experimentalmente la influencia del coeficiente de dilatación lineal en cualquier material.

2.2. Objetivos Específicos.-

* Examinar la dilatación de tres cuerpos diferentes y los efectos que el calor produce en sus propiedades físicas (longitud).
* Deducir el coeficiente de dilatación lineal a diferentes temperaturas.

2.Justificaciones.-

* La realización de experimento y el conocimiento adquirido será necesario para el entendimiento de la influencia del la temperatura en diferentes materiales y la resistencia que tendrían estos expuestos diferentes temperaturas ya sea de caliente o frio.

3. Antecedentes.-

Cuando una varilla de metal se calienta, su longitud aumenta. Se define el coeficiente de dilataciónlineal como la tasa de cambio de longitud por unidad de longitud al variar la temperatura, permaneciendo constante la tensión (Γ) sobre la varilla

Si se considera un proceso a tensión constante y se supone que αL es independiente de la temperatura, la integración de la Ec. (1) conduce a

Siendo L0 la longitud de la barra a la temperatura de referencia T0.

4. Marco Teórico.-

Sedenomina coeficiente de dilatación al cociente que mide el cambio relativo de longitud o volumen que se produce cuando un cuerpo sólido o un fluido dentro de un recipiente experimentan un cambio de temperatura que lleva consigo una dilatación térmica.
De forma general, durante una transferencia de calor, la energía que está almacenada en los enlaces intermoleculares entre dos átomos cambia. Cuando laenergía almacenada aumenta, también lo hace la longitud de estos enlaces. Así, los sólidos normalmente se expanden al calentarse y se contraen al enfriarse;[ este comportamiento de respuesta ante la temperatura se expresa mediante el coeficiente de dilatación térmica (típicamente expresado en unidades de °C-1):
El conocimiento del coeficiente de dilatación (lineal) adquiere una gran importanciatécnica en muchas áreas del diseño industrial. Un buen ejemplo son los rieles del ferrocarril; estos van soldados unos con otros, por lo que pueden llegar a tener una longitud de varios centenares de metros. Si la temperatura aumenta mucho la vía férrea se desplazaría por efecto de la dilatación, deformando completamente el trazado. Para evitar esto, se estira el carril artificialmente, tantoscentímetros como si fuese una dilatación natural y se corta el sobrante, para volver a soldarlo. A este proceso se le conoce como neutralización de tensiones.
Para ello, cogeremos la temperatura media en la zona y le restaremos la que tengamos en ese momento en el carril; el resultado lo multiplicaremos por el coeficiente de dilatación del acero y por la longitud de la vía a neutralizar.
La bibliógrafaproporciona los siguientes datos de algunos coeficientes de dilatación lineal de diversos materiales.
Material α ( ° C-1 )

Concreto | 0.7 – 1.2 x 10-5 |
Plata | 2.0 x 10-5 |
Oro | 1.5 x 10-5 |
Invar | 0.04 x 10-5 |
Plomo | 3.0 x 10-5 |
Zinc | 2.6 x 10-5 |
Hielo | 5.1 x 10-5 |
Aluminio | 2.4 x 10-5 |
Latón | 1.8 x 10-5 |
Cobre | 1.7 x 10-5 |
Vidrio |0.4 – 0.9 x 10-5 |
Hierro | 1.2 x 10-5 |
Cuarzo | 0.04 x 10-5 |
Acero | 1.2 x 10-5 |

Tabla 1: Coeficientes de dilatación lineal de algunos materiales.
Tenga presentes estos datos bibliográficos pues es posible que algunos de ellos deban ser utilizados para hacer estimaciones previas y son los que debería comparar en su informe con el resultado experimental que usted obtenga.

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