dilatacion lineal

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FACULTAD DE INGIENERIA QUIMICA Y METALURGIA ESCUELA ACADEMICA PROFECIONAL DE INGIENERIA QUIMICA Curso: Física II Tema: Coefciente de Dilataci ón T érmica Ciclo: III Docente: Lic. Mendoza Flores, Christian Milton Alumno: Albino Tania Padilla Caballero, eith Pedro !orrilla "onzales, #duardo $ %&I'#()IDAD &ACI*&AL +*) É FA%)TI&* ) Á &C #! CA((I Ó &

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DILATACIN LINEAL

UNIVERSIDAD NACIONALJOS FAUSTINO SNCHEZ CARRIN

FACULTAD DE INGIENERIA QUIMICAY METALURGIA

ESCUELA ACADEMICA PROFECIONAL DE INGIENERIAQUIMICA

FACULTAD DE INGIENERIA QUIMICA Y METALURGIAESCUELA ACADEMICA PROFECIONAL DE INGIENERIA QUIMICA

Curso: Fsica II Tema: Coeficiente de Dilatacin Trmica Ciclo: III Docente: Lic. Mendoza Flores, Christian Milton

Alumno: Albino TaniaPadilla Caballero, Keith PedroZorrilla Gonzales, Eduardo

Huacho - 2015

OBJETIVOS

El objetivo del laboratorio de fsica II es analizar, comprobar y comparar cmo se comportan las diferentes sustancias a diversas temperaturas para de esta manera obtener una comprensin ms clara de un fenmeno tan importante como lo es la Dilatacin Lineal.

FUNDAMENTO TEORICOLa 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 L0y temperatura0.Si calentamos esa barra hasta que la misma sufra una variacin de temperatura, notaremos que su longitud pasa a ser igual a L (conforme podemos ver en la siguiente figura):

Matemticamente podemos decir que la dilatacin es:

Pero si aumentamos el calentamiento, de forma de doblar la variacin de temperatura, o sea, 2, entonces observaremos que la dilatacin ser el doble (2 L).Podemos concluir que la dilatacin es directamente proporcional a la variacin de temperatura.

Imaginemos dos barras del mismo material, pero de longitudes diferentes. Cuando calentamos estas barras, notaremos que la mayor se dilatar ms que la menor.

Podemos concluir que, la dilatacin es directamente proporcional al largo inicial de las barras.Cuando calentamos igualmente dos barras de igual longitud, pero de materiales diferentes, notaremos que la dilatacin ser diferente en las barras.Podemos concluir que la dilatacin depende del material (sustancia) de la barra.

De los tems anteriores podemos escribir que la dilatacin lineal es:

Dnde:L0= longitud inicial.L= longitud final.L= dilatacin (DL > 0) o contraccin (DL < 0)= 0 (variacin de la temperatura)= es una constante de proporcionalidad caracterstica del material que constituye la barra, denominada comocoeficiente de dilatacin trmica lineal.De las ecuaciones I y II tendremos: La ecuacin de la longitud finalL = L0(1 +.), corresponde a una ecuacin de 1 grado y por tanto, su grfico ser una recta inclinada, donde:L = f ()==>L = L0(1 +.)

Observaciones:Todos Los coeficientes de dilatacin sean tienen como unidad: (Temperatura)-1==>C-1

EQUIPO UTILIZADO

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL1. Instalar el equipo como se muestra la figura1.Figura 1Fuente de calorSoporte fijo

2. llenar la cubeta con agua destilada, hasta 2 o 3 cm por debajo del borde superior.3. Acoplar las mangueras al tubo de cobre y al termostato.4. Calibrar el dispositivo que registra la variacin de longitud de la varilla (la aguja debe coincidir con el cero del instrumento).5. Mida la temperatura ambiente (T0), mide la longitud inicial de la varilla (L0) y mida el dimetro de aguja.6. Medir la longitud inicial de la varilla, L0 , correspondiente a la temperatura inicial, t0.7. Con la perilla del termostato, seleccionar una determinada temperatura, por ejemplo 30C; iniciar luego el calentamiento del agua conectando el enchufe del termostato a la corriente alterna y presionando el botn de encendido del termostato. Cuando el termmetro registra 30C que es la temperatura del agua y tambin de la varilla, anotar el cambio de longitud.8. Repita el paso 6 haciendo variar la temperatura del termostato, y anotar sus datos en la TABLA N1.9. Graficar en un papel milimetrado L en funcin de t. A partir de la grafica, determinar el coeficiente de dilatacin lineal

10. Determine el esfuerzo de corte en el intervalo de temperatura t0 = temperatura ambiente y t=80C, mediante la siguiente ecuacin:

CALCULOS Y RESULTADOSCalculando el coeficiente de dilatacin lineal del aluminio

Se obtuvieron los siguientes datos:NtCtCL mm(1/C)

13090.60001.04E-04

240190.80006.58E-05

350290.90054.85E-05

460391.00254.02E-05

570491.20003.83E-05

680591.30053.44E-05

Grafica de L vs t :

Y = 0.0137x + 0.5005

Compare sus resultados con los valores que aparecen en tablas.

VALORES TEORICOS VALORES EXPERIMENTALESMaterial (C-1)

Aluminio2.4 x 10-5

Cobre1.7 x 10-5

Vidrio0.7 a 0.9 x 10-5

Material (C-1)

Aluminio2.14*10-5

Cobre---------------------------------

Vidrio---------------------------------

Calculo del esfuerzo de corte

CUESTIONARIO1. Qu mecanismo de transferencia de calor ocurre en el calentamiento del tubo utilizado en el experimento?El mecanismo de transferencia de calor que ocurre el tubo es por conduccin, este es el nico mecanismo de transmisin de calor posible en los medios slidos y el calor se trasmite de la regin de mayor temperatura a la de menor temperatura, debido al movimiento cintico o el impacto directo de las molculas como en el caso de los fluidos en reposo o por el arrastre de los electrones como sucede en los metales.2. cuando la barra se est dilatando, est en tensin o comprensin?Cuando la barra se est dilatando est en tensin porque al dilatarse ejerce una fuerza hacia sus paredes.

CONCLUSIONES

Del experimento se puede concluir que el fenmeno de dilatacin lineal es natural de todos los cuerpos pero se manifiesta en diferente proporcin segn sea la naturaleza del material. El vapor del agua que sale del generador de vapor hace que el aluminio se dilate pero esto noes tan grande por esoutilizamos el aparato de dilatacinpara poder comprobar cuantos milmetros ha incrementado.8