Dilatación Lineal



Laboratorio de Electricidad y Calor

Prof. Patricia Moreno Wong

Practica #2
Dilatación Lineal

Ochoa Gonzalez Frida Lorenza
Bujanda Jimenez Claudia Paola
Barrios Romero Alexia Patricia
Esquer Herrera Claudio
Valenzuela Islas Iván Alejandro


Introducción
Todos los cuerpos están sujetos al fenómeno de la dilatación térmica. Generalmente cuando nosotros calentamos algún cuerpo,o alguna sustancia, esto tiende a aumentar su volumen (expansión térmica). Y si nosotros enfriamos algún cuerpo o sustancia esto que tiende a disminuir su volumen (compresión térmica). Existen algunas sustancias anómalas que se comportan de forma opuesta en condiciones especiales, es decir, cuando se calientan se contraen y cuando se enfrían se expanden. Tal es el caso del agua cuando está a lapresión atmosférica y entre 0 ºC y 4 ºC.
Si se calienta un líquido contenido en un recipiente de vidrio (frasco de dilatación) como el de la figura 1, observaremos que se dilata tanto el líquido como el recipiente. Aprovechando esta propiedad de los líquidos y conociendo que el volumen final (Vfinal del líquido) de un líquido está dado por
V final del líquido =V0 (del líquido) (1 + βΔT) (1)Y el volumen final del vidrio (Vfinal del vidrio) está dado por
V final del vidrio =V0 (del vidrio) (1 +3αΔT) (2)
En la columna del frasco de dilatación a partir del cero, el volumen que asciende por ella de acuerdo con (1) y (2) será el cambio de volumen y está dado por
ΔV = V0 (del líquido) (1 + βΔT) - V0 (del vidrio) (1 +3αΔT) (3)
Además sabemos V0 (del líquido) y V0 (del vidrio)coinciden a la temperatura inicial T0, como son iguales le llamaremos entonces V0 y la ecuación (3) queda como
ΔV = V0 (β - 3α) (ΔT) (3)
Donde ΔT es el cambio de temperatura, α es el coeficiente de expansión lineal del vidrio, β el coeficiente de expansión volumétrica del líquido, se puede encontrar entonces el coeficiente de dilatación volumétrico β, conociendo α, ΔT y ΔV.Material
*Dilatómetro con indicador de foco.
*Termómetro.
*Dos mangueras látex.
*Agua.
*Regla de 0-100 cm.
*Varilla metálica de bronce, hierro, aluminio (Se utilizarán diferentes materiales para cada equipo, dos equipos trabajarán con la varilla del mismo material cuando se hayan repartido todas las de material diferente).
*Tapón de hule.
*Generador de Vapor.

Procedimiento
1. Sicuenta con el generador de vapor, introduzca 200 ml de agua, y enciéndalo.
3. Seleccione la varilla metálica a la que se le medirá el coeficiente de dilatación volumétrica.
4. Mida la longitud con la regla.
5. Coloque la varilla en el dilatómetro, asegurándose de que quede bien asentada y que los tapones que se encuentran en el extremo del dispositivo permitan su dilatación libre.
Verifiqueque todos los tornillos (no el micrométrico) se encuentren bien ajustados para que ellos no contribuyan al error experimental.
6. Ajuste el tornillo lateral tratando de que el tornillo micrométrico, integrado al aparato, marque cero. En caso de no poderse ajustar a cero, anote el valor que señala para que se lo reste a las lecturas que tome durante el desarrollo del experimento. Esta parte esimportante porque el tornillo micrométrico permitirá medir los cambios de longitud del material.
Importante: En todos los casos use el foco que tiene integrado el dilatómetro para asegurar que el tornillo micrométrico y la varilla han hecho contacto. En cuanto se enciende se ha establecido contacto entre ambos.
7. Enseguida, gire el tornillo micrométrico en el sentido apropiado para que se retirede la varilla y ésta pueda dilatarse libremente cuando sea calentada.
8. Coloque el termómetro en el aparato y deje que éste alcance el equilibrio térmico con la varilla. Una vez que este equilibrio se ha alcanzado, anote la temperatura que marca. Esta será T0.
9. Conecte las mangueras látex y espere a que el vapor del agua en ebullición lleve a la varilla hasta la temperatura máxima.
10....