UNIDAD ACADMICA DE FSICA

NOMBRE DEL ESTUDIANTE:

FACULTAD: Ciencias Agrcolas

CARRERA: Ingeniera Agronmica

SEMESTRE:

PARALELO:

GRUPO N.

PRCTICA N.

Primero

C

Dos

4

TEMA: DILATACIN LINEAL

Objetivos

Analizar experimentalmente el fenmeno fsico de la dilatacin por variacin de temperatura.

Determinar el coeficiente de dilatacin lineal para los tres materiales

Equipo de experimentacin

Materiales.

1. Dilatmetro

2. Termmetro

3. Varillas metlicas

4. Fuente de calor

5. Vapormetro

6. Transformador

7. Bombilla elctrica

8. Mangueras

9. Regla mtrica

Grfico.

1 3 2.

45

6 7

8 9

Fundamento terico

Dilatacin

Es el aumento de volumen que experimenta un cuerpo por el aumento de temperatura, este cuerpo que se calienta, al de aumentar su temperatura, aumenta su volumen.

Este fenmeno se produce en los slidos, lquidos y gases, aunque sus efectos son diferentes.

Cuando un cuerpo slido se calienta aumenta todas sus dimensiones: longitud, superficie y volumen, por lo que la dilatacin puede ser: lineal, superficial o cbica.

Dilatacin Lineal

La dilatacin lineal es aquella en la cual predomina la variacin en una nica dimensin, o sea, en el ancho, largo o altura del cuerpo.

Para estudiar este tipo de dilatacin, imaginemos una barra metlica de longitud inicial L0 y temperatura 0 C.

Si calentamos esa barra hasta que la misma sufra una variacin de temperatura T, notaremos que su longitud pasa a ser igual a L:

Matemticamente podemos decir que la dilatacin es:

Cuando calentamos igualmente dos barras de igual longitud, de materiales diferentes, se nota que la dilatacin ser diferente en las barras.

Se puede concluir que la dilatacin depende del material (sustancia) de la barra.

La ecuacin para la dilatacin lineal la podemos escribir como:

(II)

Dnde:

L0 = longitud inicial.

L = longitud final.

L = dilatacin (DL > 0) contraccin (DL < 0)

T = variacin de la temperatura

= coeficiente de dilatacin trmica lineal.

De las ecuaciones I y II tendremos:

----------->

La ecuacin de la longitud final , corresponde a una ecuacin de 1grado por tanto.

Procedimiento:

1. Con la regla graduada medimos la longitud de la varilla de metal, tomamos el valor exacto y lo registramos en la tabla de datos como longitud inicial as como el material del cual est hecha la varilla.

2. Tomamos la varilla de metal y la colocamos dentro de la cmara de dilatacin, en cada uno de los extremos hay un corcho y la varilla se tiene que ver en ese sitio de modo que no quede flotando y no haya fugas.

3. Posteriormente armamos todo el equipo conectando el transformador, los cables respectivos, el vapormetro con agua lo colocamos sobre la fuente de calor y por ltimo ponemos la bombilla en el dilatmetro.

4. La cmara de dilatacin la colocamos en el dilatmetro, abriendo el tornillo en donde no est la regla, esta varilla que est dentro de la cmara debe estar colocada de modo que los dos extremos de la cmara de dilatacin hasta que la bombilla se encienda (nota: una de las partes extremas en donde enceramos no debe moverse.)

5. Hecho esto abrimos el tornillo en donde est la parte de las reglas dejando un espacio suficiente para que se pueda dilatar y as obtener los datos necesarios para los clculos posteriores.

Tabla de datos

Material

Lo (m)

(C)

X1(m)

X2(m)

(C)

Hierro( Fe)

0,60

21

0

100

Cobre(Cu)

0,60

21

0

100

Bronce

0,60

21

0

100

Clculos e Interpretacin de resultados:

1) Diferencia de temperatura: y Dilatacin lineal:

Hierro (Fe)

Cobre (Cu)

Bronce

2) Coeficiente de dilatacin lineal: --------->

Hierro (Fe) Cobre (Cu)

Bronce

3) Comparacin de valores experimental y terico (Dilatacin)

Hierro (Fe)

Valor prctico del Hierro: Valor terico del Hierro:

Cobre (Cu)

Valor prctico del Cobre: Valor terico del Cobre:

Bronce

Valor prctico del Bronce: Valor terico del Bronce:

Cuestionario:

1. Calcular la diferencia de temperatura y la dilatacin lineal para cada varilla con los valores registrados:

2. Calcular el coeficiente de dilatacin lineal para cada una de las varilla = L/ Lo T

3. Comparar los valores experimentales obtenidos del coeficiente de dilatacin lineal con los valores tericos correspondientes a cada material. La diferencia expresar en % de error, justificar el resultado.

Conclusiones:

Los valores encontrados van a diferir segn el material del cual estn hechas las varillas utilizadas.

Se analiz experimentalmente el fenmeno fsico de la dilatacin por variacin de temperatura para cada uno de los materiales.

Se determin el coeficiente de dilatacin lineal para cada material obteniendo un error de 4.16% en el hierro, 5,29% en el cobre y 12% de error en el bronce.