DILATACION TERMICA Bola˜ nos.E,Abadia.I,Huacas.A nos.E,Abadia.I,Huacas.A Universidad Mariana , Facultad de Ingenieria , Ingenieria Civil
Abril 26, 2016
Resumen
Mediante esta practica se estudio la expansion lineal de un solido como consecuencia del cambio de la temperatura calculando su coeficiente de expansion. Se experimento con cuatro barras para realizar el calculo experimental del coeficiente de expansion de estos materiales y se comparo los valores teoricos para determinar de que material estan hechas dichas varillas.
1.
INTR INTROD ODUC UCCI CION ON
2.2. 2.2.
Es una una magn magnit itu ud asoc asocia iada da con con la sensa ensaci cion on de lo frio frio y cali calieente. En dond dondee, un obj objeto eto mas mas cali ¸c alien ente te”t ”ten endr dra a una una tempe tempera ratu tura ra mayo mayor. r. Fisi Fisica ca-men mente es una una magn magnit itud ud esca escala larr rela relaci cion onad ada a con con la ener energi gia a inte intern rna a de un sist sistem ema a term termod odin inam amic ico o
Con la experiencia del laboratorio se puede saber que cualquier material puede expandirse cuando es calentado cambiando su tama˜ no inicial y se contrae cuando es no enfriado. La cantidad de expansion es considerable en los gases, es apreciable en los liquidos y peque˜ na na en los solidos. Todo esto se comprende para los solidos en un fenomeno conocido como dilatacion termica, que produce un aumento lineal de longitud al variar la temperatura interna interna del cuerpo produciendo produciendo cambios cambios como la expansion lineal del cuerpo sometido al fenomeno, este fenomeno estan asociados a un agente externo llamado temperatura. (Figura 1).
2. 2.1. .1.
TEMPER TEMPERA ATURA TURA
MAR MARCO TEOR TEORIC ICO O
2.3.
CAL CALOR
DILAT DILATACION ACION TERMICA TERMICA
Es el proceso mediante el cual se calienta un cuerpo solido, la energia cinetica de sus atomos aumenta de tal modo que las distancias distancias entre entre las moleculas moleculas crece, crece, expandiendose asi el cuerpo, o contrayendose si es enfriado. Estas expansiones y contracciones causadas por variacion de temperatura en el medio que le rodea.
Es el proceso mediante el cual se transmite energia de un cuerpo de mayor temperatura a otro cuerpo de menor temperatura.
2.4.
DILAT DILATACION ACION LINEAL LINEAL
Es el incremento de longitud que presenta una barra de determinada sustancia, al momento de aumentar su temperatura interna se logra observar un alargamiento con respecto de su longitud inicial gracias al delta de temperatura que es sometida la varilla. El coeficiente de expiacion lineal es expresado en la siguiente formula
Lf = Li ∗ (1 + (Oonst ∗ (T f − T i) 1
Print document 3.
Mate Materi rial ales es Termo cupula
5.
RESUL RESULT TADOS ADOS
In order to print this document from Scribd, you'll first need to download it.
5.1. 5.1.
Dispositivo de dilatacion lineal con mechero Dispositivo de dilatacin lineal electronico Alcohol
Cancel
Mon Montaje taje 1
En esta Download Andprimera Print grafica se puede observar la dilata-
cion del material en funcion de la temperatura , ya que el agua caliente al transitar por el tubo capilar dentro del mismo hace que el material se expanda de acuerdo con los siguientes datos
Calibre pie rey Encendedor Algodon
4. 4.1. 4.1.
METE METEDO DOLO LOGI GIA A Mon Montaje 1 - Dispos Disposit itiv ivo o de diladilatacion electronica
Se midio la longitud longitud inicial L0 de la barra, barra, posteriorposteriormente se coloco la barra en el deformimetro conectado al montaje montaje de dilata dilatacio cion n termic termica, a, se lleno lleno el recip recipien ien-te con agua; se conectando la manguera del generador al deformimetro, seguido a esto se prende (registro T0 del agua) y se empieza a calentar el agua pasando por el interior de la barra provocando asi que se empiece a dilatar. Dado esto se realizo varias lecturas de temperatura como de la dilatacion lineal de la varilla en C y mm.
5.2. 5.2.
Mon Montaje taje 2
En este montaje quedo claro que hay una serie de errores a consideras gracias a muchos factores empezando que el dispositivo de medicion no era muy preciso, lleva muchos aos en funcionamiento y ademas el metodo para liberar calor es muy antiguo y de la misma manera de como medirlo con el multimetro dispositivo utilizado para medir corriente y tambien voltaje dentro de un sistema casi aislado lo que permite que haya un gran margen de error de acuerdo con los siguientes datos. 4.1.1. 4.1.1.
Montaje Montaje 2 - Dispositi Dispositivo vo de de dilatac dilatacion ion termica y termo-cupula
Consta de tres diferentes barras que al aumentar su temperatura aumenta su longitud. Se fijo la primera barra metalica en un extremo sujetado hasta el otro extremo tremo (longitud (longitud inicial L0), en este lado se encuentr encuentra a apoyado a la base de una aguja que al aumentar la temperatura de la barra aumenta la longitud de la barra y empuja la aguja al tener encendido el mechero, registrado la temperatura de la termo-cupula y de la aguja cuando se desplaza sobre la regla del dispositivo
5.2.1. 5.2.1.
2
VAR ARIL ILLA LA 1
Print document 5.2.2 5.2.2..
Varill arilla a 2
6.1. 6.1.
Mon Montaje taje 1
In order to print this document from Scribd, you'll first need to download it. Cancel
Download And Print
como se puede apreciar la pendiente de la grafica nos da : ∆L αLi = ∆T 5.2.3 5.2.3..
Varill arilla a 3
α =
P 1 Li
α =
0,01224 600
=
2,04 × 10ˆ( − 5)
Un coeficiente muy parecido al encontrado es el del Laton y Bronce que esta al rededor de : ( − 5) αBronce = 1,98 × 10ˆ El error presentado por el laboratorio es determinado por la siguiente expresion e = 3,03
6.2. 6.2.
Como en el entorno anterior se debe hacer el mismo analisis solo que los errores van a hacer un poco mas notables razones explicadas anterioremente.
Ya que el objetivo de todo el laboratorio es encontrar los coeficientes de dilatacion lineal solo se hace el analisis sino hasta despues de haber presentado los resultados como a continuacion se presentan.
6.
Mon Montaje taje 2
6.2.1. 6.2.1.
Varill arilla a 1
ANAL ANALIS ISIS IS DE RESU RESUL LTADOS
Dada la ecuacion de de variacion de longitud en funcion de la temperatura se halla una relacion constante entre ambas variables conocida como Coeficiente de dilatacion lineal que es unico para cada material de esta manera esperamos encontrar dicho coeficiente y comparar con los analisis hechos ya y determinar asi el material del cual estamos hablando asi: ∆L = αL∆T α =
∆L ∆T
αLi =
∆L Li∆T
De esta manera es evidente que al graficar la variacion de longitud vs la variacion variacion de temperatur temperatura a y diviendo diviendo el valor de la longitud incial tendiramos dicho valor constante en lo que se traduce a la pendiente de la grafica sobre la longitud inicial de dicho elemento ;asi: ∆L = P 1 αLi = ∆T
α =
P 1 Li
α =
0,005454 179
=
3,0469 × 10ˆ( − 5)
Un coeficiente muy parecido al encontrado es el del plomo que esta al rededor de αPlomo = 3,04 × 10ˆ( − 5) El error presentado por el laboratorio es determinado por la siguiente expresion 3
Print document e = 0,22
6.2.2 6.2.2..
αLi =
Varill arilla a 2
∆L ∆T
In order to print this document from Scribd, you'll 1 α = P Li first need to download it. α =
Cancel
0,008158 179
=
2,9754 × 10ˆ( − 5)
Download And Printmuy parecido al encontrado es el del Un coeficiente zinc que esta al rededor de αAluminio = 2,70 × 10ˆ( − 5) El error presentado por el laboratorio es determinado por la siguiente expresion e = 10,18
7.
se puede concluir que la realcion entre la temperatura y la dilatacion termica lineal es una constante.
∆L ∆T
αLi = α =
P 1 Li
α =
0,004558 179
los errores en las practicas en la toma de mediciones defininen la precision y calidad del experiento =
el trabajo en equipo y conjunto permite tanto a la persona como al grupo llevvar un mejor ambeinte en la practica y por ende en el desarrollo del mismo
2,5463 × 10ˆ( − 5)
Un coeficiente muy parecido al encontrado es el del aluminio que esta al rededor de αAluminio = 2,40 × 10ˆ( − 5) El error presentado por el laboratorio es determinado por la siguiente expresion e = 6,09 6.2.3 6.2.3..
CONC CONCLU LUSI SION ONES ES
la utilizacion de elementos de alta precision hace que los errores disminuyan y asi la calidad del experiemnto aumente la utilizacion de root es una herramienta muy buena en el calculo de errorres y de pendientes que ahorra mucho trabajo manual.
Varill arilla a 3
Referencias Fisica [1] WILSON,JERR WILSON,JERRY Y D., Fisica
5a edicion ,
ISBN:970-26-0425-7, (2007)- Manual de laboratorio
4
