Topógrafo

LABORATORIO Nº 7
DILATACIÓN LINEAL
OBJETIVOS
* Observar el aumento de longitud de una varilla debido al incremento de temperatura.
* Medir el coeficiente de dilatación térmica de algunos materiales.
1. MARCO TEORICO
La longitud de una varilla y, en general, las dimensiones de un cuerpo varían al variar la temperatura. Si la temperatura se incrementa en un valor ΔT, la longitud de unavarilla aumenta en una cantidad AL, dada por:

Donde L es la longitud inicial de la varilla y  a es el coeficiente de dilatación lineal del material de la varilla. Las unidades de a son 1/º C.
2. PROCEDIMIENTO
Determine la longitud inicial de la varilla.
Coloque el termómetro en el tubo del aparato de dilatación y mida la   temperatura inicial.
Por medio del tornillo micrométrico tomela lectura inicial de referencia del extremo de la varilla. Cuando el tornillo haga contacto con la varilla, el bombillo se prende, mida sobre la escala del tornillo el valor correspondiente, que es longitud inicial de referencia de la varilla y anote su valor. A partir de este punto, separe el tornillo dos vueltas, lo que equivale a 2 mm, para permitir que al calentar la varilla, ésta se dilatelibremente.
Ponga a calentar el agua hasta que el vapor de agua pase por el tubo del aparato de dilatación y caliente la varilla. Deje salir el vapor de agua por unos minutos para que se iguale la temperatura a lo largo de la varilla. Mida el valor de esta temperatura en el termómetro.
Regrese el tornillo micrométrico hasta que haga contacto con la varilla y, por tanto, prenda el bombillo. Midaen la escala del tornillo el valor correspondiente, que es la longitud final de referencia de la varilla y anote su valor.
Determine el valor del incremento en la longitud de la varilla y con el valor de la variación de la temperatura, calcule el coeficiente de dilatación lineal del material de la varilla.
Repita todo el procedimiento anterior, para medir el coeficiente de dilatación linealde las otras varillas que se dan para la práctica.
Compare los valores experimentales obtenidos para los coeficientes de dilatación con el que dan los textos y calcule el error correspondiente. ¿A qué se deben las diferencias obtenidas? ¿Por qué se habla de coeficiente de dilatación promedio? Explique cuál es el fundamento de un termómetro y cómo funciona.
Explique por qué la dilataciónaparente de un liquido en una ampolla de vidrio, no representa la verdadera dilatación de dicho liquido. ¿Por qué generalmente se usa mercurio en los termómetros?
3. SOLUCION

Datos

Varilla | Lo (mm) | ΔL (mm) | To (°C) | Tf (°C) | ∆t (°C) | α TEORICO (°C-1 ) | Error % |
ALUMINIO | 1000 | 1,55 | 23 | 91 | 68 | 2,4X10-5 | 5.025 |
COBRE | 1000 | 1,25 | 23 | 91 | 68 | 1,7X10-5 | 8.117 |αAl = (Lf - Lo)/ ∆t (°C) αCu = (Lf - Lo)/ ∆t (°C)
αAl = (1.00155m – 1m) / 68°C αCu = (1.00125m – 1m) /68°C
αAl = 2,2794X10-5 m/°C αCu = 1,838X10-5 m/°C

E% VT-VE/VT* 100%
Aluminio

E% |(2,4X10-5 - 2,2794X10-5)/2,4X10-5|* 100% = 5.025%

Cobre
E% = |(1,7X10-5 - 1,838X10-5)/ 1.7X10-5|* 100% = 8.117%



4. CONCLUSIONES DE LA OBSERVACION
¿Aqué se deben las diferencias obtenidas?

Se debe a la, la temperatura inicial, que tomo a temperatura ambiente (21oC), la cual pudo estar por encima o por debajo de esta en 1 o 2 °C.

¿Por qué se habla de coeficiente de dilatación promedio?

El coeficiente de dilatación lineal depende de la temperatura. Se define el coeficiente de dilatación lineal medio como "el aumento queexperimenta la unidad de longitud inicial, que se encuentra a una temperatura t cualquiera, cuando se aumenta en un grado dicha temperatura”, este coeficiente de dilatación medio, dependerá del incremento de temperatura.

Explique cuál es el fundamento de un termómetro y cómo funciona.
Fundamento principal del termómetro es de permitir una medida objetiva del valor de la temperatura que posee un...