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UNIVERSIDAD DE LA COSTA DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS LABORATORIO DE QUÍMICA INORGANICA FACULTAD DE INGENIERÍA Dilatación lineal Estructura M. Teórico Cálculos Análisis Conclusion es Joan Arteta, Danna Murillo, Ciro Ardila, Heiner Sierra Profesora Brenda Rodríguez. Grupo PDL – Mesa 1. 2- 04 -2014 Laboratorio de Física de Calor y Ondas, Universidad de la Costa CUC, Barranquilla Resumen En la siguiente experiencia determinamos la dilatación lineal o el coeficiente de expansión de dos metales, en nuestro caso unas barras de cobre y hierro, utilizando un dilatómetro que nos ayudara a percibir la variación de la longitud, el dilatómetro que utilizamos funcionaba con una conexión directa a la tubería de gas propano. Palabras claves Dilatación lineal, temperatura, dilatómetro. Abstract In the following experiment we determine the linear expansion coefficient of expansion or two metal rods in our case copper and iron, using a dilatometer to help us perceive the length variation, we use the dilatometer worked with a direct connection the propane pipe. Keywords Linear expansion, temperature, dilatometer. 1. Introducción Cualquier tipo de material tiende a experimentar un fenómeno conocido como 1

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Determinacin de la longitud de onda de un laser de He-Ne con el interferometro de Michelson

Dilatacin lineal

EstructuraM. TericoClculosAnlisisConclusiones

Joan Arteta, Danna Murillo, Ciro Ardila, Heiner SierraProfesora Brenda Rodrguez. Grupo PDL Mesa 1. 2- 04 -2014Laboratorio de Fsica de Calor y Ondas, Universidad de la Costa CUC, Barranquilla

UNIVERSIDAD DE LA COSTADEPARTAMENTO DE CIENCIAS BSICASLABORATORIO DE QUMICA INORGANICA FACULTAD DE INGENIERA

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Resumen

En la siguiente experiencia determinamos la dilatacin lineal o el coeficiente de expansin de dos metales, en nuestro caso unas barras de cobre y hierro, utilizando un dilatmetro que nos ayudara a percibir la variacin de la longitud, el dilatmetro que utilizamos funcionaba con una conexin directa a la tubera de gas propano.

Palabras claves Dilatacin lineal, temperatura, dilatmetro.

Abstract

In the following experiment we determine the linear expansion coefficient of expansion or two metal rods in our case copper and iron, using a dilatometer to help us perceive the length variation, we use the dilatometer worked with a direct connection the propane pipe.

Keywords Linear expansion, temperature, dilatometer.

1. Introduccin

Cualquier tipo de material tiende a experimentar un fenmeno conocido como dilatacin trmica esto produce un aumento lineal de longitud al variarle la temperatura del mismo produciendo en este efectos tales como: La expansin lineal y expansin volumtrica estos dos fenmenos estn asociados a un agente externo al sistema llamado el delta de temperatura.En el caso de los slidos debemos tener en cuenta una cualidad que posee esta clase de materiales y es el coeficiente de dilatacin lineal y para el caso de un rompimiento del slido debido a un cambio abrupto de temperatura tambin debemos tener en cuenta el espesor del mismo; entonces si el coeficiente de dilatacin lineal es grande y adems su espesor es pequeo, el objeto tiende a romperse ms fcilmente que uno que tenga las condiciones opuestas a lo anteriormente dicho; con este informe pretendemos comparar distintos materiales (metales) y ver cul es la variacin de la longitud entre ellos sabiendo el coeficiente de dilatacin lineal de cada uno de ellos.

2 .Fundamentos Tericos

2.1 Dilatacin Trmica: es una propiedad que tienen casi todos los materiales (sin importar su estado) a cambiar su dimensin original, donde son los gases donde ms se observa el cambio y en los slidos donde menos se observa, cada material tiene asociado un coeficiente de expansin lineal y volumtrico, los cuales indican que tanto se puede expandir el material ante un cambio en la temperatura.2.2 Dilatacin Lineal: para el caso de una varilla a la cual se le somete a una diferencia de temperatura esta sufre un aumento en su longitud la cual es directamente proporcional si los cambios de temperatura son menores a 100 grados Celsius, este aumento en la longitud se denomina expansin lineal la cual depende del cambio de la temperatura, la longitud inicial de la varilla y del coeficiente de expansin lineal alfa la podemos definir matemticamente como:

2.3 Dilatacin volumtrica: al igual que la expansin lineal si los materiales estn sometidos a diferencias de temperaturas menores a 100 grados estos van a sufrir un aumento en su volumen que es proporcional a la diferencia de temperatura este aumento en el volumen se denomina expansin volumtrica la cual depende del cambio de la temperatura, el volumen inicial del cuerpo y del coeficiente de expansin volumtrica beta la podemos definir matemticamente como:

2.4. Coeficiente de dilatacionElcoeficiente de dilatacines el cociente que mide el cambio relativo delongitudovolumenque se produce cuando un cuerpo slido o un fluido dentro de un recipiente experimenta un cambio detemperaturaque lleva consigo unadilatacin trmica.

3. Desarrollo experimental

3.1 Materiales de laboratorio.Dilatmetro.Termometro de bulbo de mercurio.Regla.Barra de cobre.Barra de hierro.

Imagen No.1 (Materiales)

3.2 Experiencia Debemos hacer primero la toma de la medidas de longitud de cada varilla. Para ello emplearemos la regla. Luego procederemos a realizar el monaje de dicha varilla en el dilatometro y encender la llama girando cuidadosamente la llave de la tuberia de gas ya que un alto flujo de gas puede generar una llama demasiado grade que podira generar lesiones graves, luego a medida que el dilamtometro reporte aumento de la longitud en magnitudes que van a representarse en mm se tomara el dato de la temperatura para ese momento. Hasta que el metal se haya espandido hhasta 5mm o bien hasta donde se vea que el metal se ha expandido lo sufisiente o lo maximo de calor que le podemos proporcionar al sistema.

Imagen No.2 (Calentamiento de la barra de hierro)

4. clculos y anlisis de resultadosOrganizamos los datos obtenidos en el desarrollo de la prctica de laboratorio y los organizamos en la siguiente tabla. Donde Lo y L. Representan la longitud inicial y la variacin de la longitud respectivamente.To =temperatura inicialTf= temperatura final= coeficiente de dilatacinT= variacin de la temperaturaPara hallar el coeficiente de dilatacin debemos emplear la ecuacin 2.

La empleamos para cada uno de los momentos. De la siguiente tabla solo para el cobre: y luego de la misma forma con la varilla dos de hierro.

momentoLo(mm)L(mm)To(C)Tf (C) T(C)

11730.128302

21730.228324

31730.328346

41730.428379

51730.5284012

Tabla No1. (Datos varilla de cobre)RemplazamosX10-3 X10-3 X10-3 X10-3 X10-3

Para la varilla 1. De cobre: Lo(mm)L(mm)To(C)Tf (C) T(C)(C-1)x10-5

1730.1283022.89

1730.2283242.89

1730.3283462.89

1730.4283792.56

1730.52840122.40

Tabla No.2 (Datos varilla de cobre.)Determinamos a partir de los datos el coeficiente de dilatacin promedio.(1+2+3+4+5)/5= promediopromedio: 2.72x10-3momentoLo(mm)L(mm)To(C)Tf (C) T(C)

11750.129301

21750.229301

31750.329312

41750.429345

51750529389

Tabla No.3 (Datos de la varilla de hierro.)Remplazamos X10-3 X10-3X10-3X10-3X10-3

Lo(mm)L(mm)To(C)Tf (C) T(C)(C1)x10-5

1750.1293015.71

1750.22930111.42

1750.3293128.57

1750.4293454.57

17505293893.17

Tabla 5. Datos varilla de hierroHallamos el valor del coeficiente de dilatacin promedio. promedio = (1+2+3+4+5)/5promedio= 6.68 x10-5Error porcentualYa habiendo hallado el coeficiente de dilatacin para cada momento en que se tomaron los datos realizamos las grafica L vs T.

Grafica 1. L vs T. Para los valores del cobre

Grafica 2. L vs T. Para los valores del hierro.Ahora hallamos el error porcentual para cada caso.Para el hierro:

Para el cobre:

5. ConclusinGracias al anterior informe se pudo establecer la relacin real entre los coeficientes de dilatacin trmica y la variacin de la longitud de cada uno de los materiales propuestos por el profesor para el laboratorio, adems de darle explicacin fsica a ciertos aspectos de la vida cotidiana como el funcionamiento de un termmetro y el comportamiento de los metales. Se pudo dar una explicacin mucho ms completa acerca del porque un objeto se quiebra con un gran cambio de temperatura lo cual es indispensable a la hora de trabajar con ellos.Conclusin Thanks to the previous report could establish the actual relationship between the coefficients of thermal expansion and the variation of the length of each of the materials given by the teacher to the laboratory, besides providing physical explanation of certain aspects of daily life as operating a thermometer and the behavior of metals. It could give a more complete explanation about breaks because an object with a large temperature change which is essential when working with them.

6. Bibliografahttp://www.monografias.com/Disponible on linewww.wikipedia.org/wiki/Coeficiente_de_dilatacin.comDisponible on line

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