Dilatacion Lineal

DILATACION LINEAL
I. OBJETIVO
El objetivo de este trabajo práctico es calcular experimentalmente el coeficiente de dilatación lineal para 2 varillas metálicas de cobre, aluminio y 1 varilla de vidrio  respectivamente.

II. FUNDAMENTO TEORICO
DILATACION LINEAL
Casi todos los sólidos se dilatan cuando se calientan, e inversamente se encogen al enfriarse. Esta dilatación ocontracción es pequeña, pero sus consecuencias son importantes. Un puente de metal de 50 m. de largo que pase de 0°C a 50C podrá aumentar unos 12 cm de longitud; si sus extremos son fijos se engendrarán tensiones sumamente peligrosas. Por eso se suele montarlos sobre rodillos como muestra la ilustración. En las vías del ferrocarril se procura dejar un espacio entre los rieles por la misma razón; esteintersticio es el causante del traqueteo de los vagones.
Más abajo se muestra una tabla de  dilatación de algunas sustancias. Conocido el coeficiente de dilatación es necesario multiplicarlo por el número de centímetros y por el número de grados, para saber cuál será la extensión total del sólido en las condiciones que deberá soportar. En otras palabras, si el sólido tiene 1,50 m. y la variación detemperatura es de 30°C habrá que multiplicar ese coeficiente tan pequeño por 150 y por 30 a fin de conocer su dilatación total en centímetros.
Sustancia | α (C-5) |
Aluminio | 2,4 x 10-5 |
latón | 1,8 x 10-5 |
Cobre | 1,7x 10-5 |
Vidrio Pírex | 0,3 x 10-5 |
Hierro | 1,2 x 10-5 |
Plomo | 3,0 x 10-5 |
Plata | 2,0 x 10-5 |
Acero | 1,2 x 10-5 |
Zinc | 2,6 x 10-5 |

Tabla decoeficientes de dilatación de algunas sustancias
Tabla de coeficientes de dilatación de algunas sustancias

¿POR QUÉ SE DILATAN LAS SUSTANCIAS CON LA TEMPERATURA?
La temperatura no es más que la expresión del grado de agitación de las partículas o moléculas de una sustancia. Cuando se da calor a un sólido se está dando energía a sus moléculas; éstas, estimuladas, vibran más enérgicamente. Es ciertoque no varían de volumen; pero se labran un espacio más grande para su mayor oscilación, de manera que al aumentar la distancia entre molécula y molécula el sólido concluye por dilatarse. La fuerza que se ejerce en estos casos es enorme.
DILATACIÓN LINEAL
Es el aumento longitudinal que experimentan los cuerpos lineales al incrementarse su temperatura. Experimentalmente se demuestra que elincremento de su longitud es directamente proporcional a su longitud inicial y al incremento de su temperatura.

Dónde:
α=coeficiente de dilatación lineal [1/C°]
L0= Longitud inicial del cuerpo.
Lf= Longitud final del cuerpo.
T0= Temperatura inicial del cuerpo.
Tf= Temperatura final del cuerpo.

Las unidades en que se mide α en el SI son K − 1 (aunque, dado que se define a partir deincrementos, también pueden emplearse: normalmente es un valor muy pequeño, por lo que suelen usarse submúltiplos para expresarlo.

III. MATERIALES
* 1 matraz
* 1 manguera
* 1 regla de 100 cm
* 1 varilla de latón
* 1 varilla de aluminio
* 1 varilla de vidrio
* 1 Soporte universal
* 1 Transportador
* 1 alfiler (diámetro 1 mm) con un circulo hecha decartulina y pegar en la cabeza del alfiler a esto le llamaremos indicador
* 1 termómetro

IV. EQUIPOS
* 1 soporte para las varillas de latón, aluminio, y vidrio.
* 1 cocina eléctrica pequeña.

V. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

a) Tome la temperatura inicial del ambiente con el termómetro (anotar en la tabla de datos).

Fig. 1. Termómetro
Fuente: Elaboración propiaFig. 1. Termómetro
Fuente: Elaboración propia

b) Mida la longitud inicial de las diferentes varillas (anotar en la tabla de datos).

Fig. 3. Varilla de vidrio
Fuente: Elaboración Propia

Fig. 3. Varilla de vidrio
Fuente: Elaboración Propia

Fig. 2. Varilla de aluminio
Fuente: Elaboración Propia
Fig. 2. Varilla de aluminio
Fuente: Elaboración Propia

Fig. 4....