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LABORATORIO N 4 : DILATACION TERMICA

RESUMEN

INTRODUCCION Y OBJETIVOS

En esta prctica estaremos calculando el coeficiente de dilatacin lineal en un slido en estecaso una varilla metlica, de diferentes materiales. Aplicaremos calor a tres barras metlicascobre, latn y aluminio y observaremos su dilatacin lineal (una dimensin). Analizaremos lagrafica de la curva obtenida de temperatura vs el alargue de la varilla.

Los objetivos que pretendemos alcanzar en esta prctica de laboratorio son los siguientes:

El objetivo de este trabajo practico es calcular experimentalmente el coeficientede dilatacin lineal a para tres barras metlicas homogneas de latn, aluminioy cobre respectivamente.

Explicar a nivel atmico la dilatacin de un slido con la temperatura.

Identificar las Caractersticas de (coeficiente de dilatacin lineal).

MARCO TEORICO

En fsica el efecto de que las sustancias se "agrandan" al aumentar latemperatura. En objetos slidos, la dilatacin trmica produce un cambio enlas dimensiones lineales de un cuerpo, mientras que en el caso de lquidos ygases, que no tienen forma permanente, la dilatacin trmica se manifiestaen un cambio en su volumen, se denomina dilatacin.

Dilatacin lineal

Consideremos primero la dilatacin trmica de un objeto slido, cuyas dimensiones lineales se pueden representar por l 0 , y que se dilata en una cantidad L. Experimentalmente se haencontrado que para casi todas las sustancias y dentro de los lmites de variacin normales de latemperatura, la dilatacin lineal L es directamente proporcional al tamao inicial l 0 y alcambio en la temperatura t, es decir:

= = .

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Donde se llama coeficiente de dilatacin lineal, cuya unidad es el recproco del grado, esdecir [C] -1 .

Dilatacin superficial

Es el mismo concepto que el de dilatacin lineal salvo que se aplica a cuerpos a los que esaceptable y preferible considerar como regiones planas; por ejemplo, una plancha metlica. Alserle transmitida cierta cantidad de calor la superficie del objeto sufrir un incremento de rea:A.

= = .

Donde se llama coeficiente de dilatacin superficial.

Dilatacin volumtrica

La dilatacin trmica de un lquido o un gas se observa como un cambio de volumen V en unacantidad de sustancia de volumen V 0, relacionado con un cambio de temperatura t. En estecaso, la variacin de volumen V es directamente proporcional al volumen inicial V 0 y alcambio de temperatura t, para la mayor parte de las sustancias y dentro de los lmites devariacin normalmente accesibles de la temperatura, es decir:

= = .

Donde se llama coeficiente de dilatacin volumtrica, medida en la misma unidad que elcoeficiente de dilatacin lineal.

Se puede demostrar fcilmente usando el lgebra que:

Anlogamente se puede obtener el coeficiente de dilatacin superficial dado por:

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PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

P

DATOS OBTENIDOS

Bsicamente en el laboratorio empleamos el sensor, donde obtuvimos los siguientes datos:

Sabiendo que:

La longitud inicial de la barra fue de: 41cm

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Despus del procedimiento experimental, anteriormente realizado, obtuvimos:

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GRAFICOS

Aluminio:

ANALISIS DEL EXPERIMENTO

1. Cuando un termmetro de mercurio en vidrio a temperatura ambiente se sumerge enagua caliente, la columna de lquido inicialmente desciende y luego sube a qu se debeeste fenmeno?

Este fenmeno se debe a que en este sistema lo que primero se caliente es el vidrio, lo

que provoca que este se expanda y el mercurio descienda para ocupar el espacio dejado por la dilatacin del mismo. Luego de este proceso el mercurio asciende hasta encontrar su equilibrio trmico marcando la temperatura a la que se encuentra el agua-

2. Una placa metlica tiene un orificio circular. Si se incrementa la temperatura de la placa, aumenta o disminuye el rea del orificio?. Explique.Si a la placa metlica se le aumenta la temperatura en esta se va expandir el orificioaumentando el radio del mismo provocando un aumento en el rea del orificio (A=r)

Si una lamina tiene hueco el rea de esta se dilata en la misma proporcin del materialque lo rodea. Para demostrarlo se puede imaginar el hueco lleno de material de lalamina y despus de la dilatacin se quita este material en consecuencia el rea del

hueco que queda es igual al rea del material sustrado.

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3. El coeficiente de dilatacin lineal de cualquier material es mayor cuando se expresaen C -1 o en F -1?

4. Es posible que una varilla metlica, en un proceso de dilatacin trmica, se alargue un5%?

CONCLUSION

-A travs de la realizacin de la prctica, se pudo comprobar de forma experimental,que la dilatacin trmica terica tanto del aluminio, latn como el cobre, se asemejan yse aproximan a la dilatacin trmica experimental realizada, teniendo en cuenta latemperatura a que fue expuesta y a su respectivo cambio de longitud.

-con este experimento se obtuvo un porcentaje de error menor que se encuentranmencionadas anteriormente.

BIBLIOGRAFIA WILSON, Jerry D. Fsica con aplicaciones, Segunda Edicin . Editorial

McGraw-Hill, 1991. SERWAY, Raymond A. Fsica, Cuarta Edicin. Editorial McGraw-Hill, 1996.

http://www.monografias.com/Fisica/index.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos901/nuevas-tecnologias-edicion-montaje/nuevas-tecnologias-edicion-montaje.shtmlhttp://www.monografias.com/Fisica/index.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos901/nuevas-tecnologias-edicion-montaje/nuevas-tecnologias-edicion-montaje.shtml

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