dilatacion

DILATACION TERMICA
OBJETIVO:
Estudiar la variación de las dimensiones de un cuerpo debido a la variación de temperatura.


OBJETIVOS ESPECIFICOS:
Determinar la razón entre el coeficiente lineal del vidrio respecto al aluminio.
Determinar la razón entre el coeficiente lineal del cobre respecto al aluminio.
Determinar cualitativamente la dilatación volumétrica del agua.


EQUIPOS YMATERIALES:
Un kit de dilatación térmica lineal.


Un kit de dilatación de líquidos
Una regla de un metro, graduada en milímetros.
Tres tubos: cobre, aluminio y vidrio.
Un transportador (debe traerlo el alumno).

Un vernier.
Un termómetro.


DIAGRAMA DE FLUJO:































FUNDAMENTO TEORICO:

La mayoría de solidos incrementansu volumen al aumentar su temperatura.
En general la variación del tamaño de un cuerpo se da en las tres dimensiones; sin embargo, debido a la geometría particular de cada cuerpo, en ciertos casos, solo se considera el aumento de:
una dimensión(cuerpos filiformes) o
dos dimensiones(laminas delgadas)
debido a que el aumento en estas dimensiones es notablemente, mayor que en las otrasdimensiones.
En un sólido las dimensiones son tres, pero si predomina sólo el largo sobre el ancho y el espesor o altura, como ser una varilla o un alambre, al exponerse a la acción del calor habrá un incremento en la longitud y no así en el ancho y espesor llamada dilatación lineal. Se ha demostrado en el laboratorio de Física al utilizar varillas de igual longitud y de distintas sustancias (hierro,aluminio, cobre) que el incremento en su largo (ΔL) es diferente, dependiendo así de la naturaleza del material.

Dilatacion lineal
El Coeficiente de dilatación lineal (α) es el cociente entre la variación de longitud (ΔL) de una varilla y el producto de su longitud inicial (Li) por la variación de la temperatura (ΔT)
α = ΔL / Li . ΔT    y se mide en (1/ºC)

En donde el incremento ovariación de la longitud (ΔL) será la diferencia entre la longitud final (Lf) y la longitud inicial (Li) de la varilla:

para poder restar ambas longitudes deberán estar expresadas en la misma unidad de medida.




Dilatación Superficial
Ahora en un sólido, cuando las dimensiones predominantes son el largo y el ancho sobre el espesor o altura, como ser una chapa ouna lámina, al exponerse a la acción del calor habrá un incremento o variación en la superficie (ΔS) y no así en el espesor llamada dilatación superficial. Para calcular la superficie final (Sf) de un sólido plano, la fórmula será:



El coeficiente de dilatación superficial ( β ) :resultará de ser el doble del valor del coeficiente de dilatación lineal (α) para cada una de las sustancias,porque al tratarse de dos dimensiones largo y ancho, el cálculo es:



Dilatación Cúbica
En los sólidos, cuando predominan sus tres dimensiones como el largo, ancho y altura, siendo un prisma, una esfera, un cubo, etc, al exponerse a la acción del calor habrá un incremento o variación en el volumen (ΔV) se denomina dilatación cúbica o volumétrica. Para calcular el volumen final (Vf) en un sólidola fórmula será:

El coeficiente de dilatación cúbica ( γ ):resulta al ser el triple del valor del coeficiente de dilatación lineal (α) para cada una de las sustancias, porque al tratarse de tres dimensiones largo, ancho y altura, el cálculo es:






PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

1. Disponer el equipo como muestra la figura 1.
2. Coloque el dispositivo que nos dará la distancia que seelonga la varilla, el cual consiste en una aguja con una pantalla circular de cartulina. Realice una marca en el borde de la cartulina para que nos sirva como referencia.
3. Mida la temperatura ambiente (T0), mida la longitud inicial de la varilla (L0).
4. Proceda a calentar la varilla con el vapor de agua, espere el tiempo necesario para asegurarse que toda la varilla ha alcanzado su máxima...