DILATACIN TERMICA

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIAFIEE-UNI

Dilatacin Termica1. OBJETIVOS: Estudiar la variacin de las dimensiones de un cuerpo debido a variacin de la Temperatura. Comprobar experimentalmente las formulas de la dilatacin lineal. Hallar el coeficiente de Dilatacin Lineal en este caso del Cobre.2. EQUIPOS Y MATERIALES: Un kit de dilatacin trmica lineal. Una regla de un metro graduada en milmetros. Tres Tubos: Cobre, Aluminio y vidrio. Un transportador. Un vernier. Termmetro.

3. FUNDAMENTO TEORICOSe denominadilatacin trmicaal aumento delongitud,volumeno alguna otra dimensin mtrica que sufre un cuerpo fsico debido alaumentodetemperaturaque se provoca en l por cualquier medio. Lacontraccin trmicaes la disminucin de propiedades mtricas por disminucin de la misma.

Dilatacin linealLa 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 y temperatura Temperatura: Calentamiento

Temperatura:

Matemticamente se expresa:

Pero si aumentamos el calentamiento, de forma de doblar la variacin de temperatura, , entonces observaremos que la dilatacin ser el doble ( ).Podemos concluir que la dilatacin es directamente proporcional a la variacin de temperatura.Se observa que cundo se tiene dos barras del mismo material, pero de diferentes longitudes; cundo se calienta estas barras , se nota que la de mayor longitud se dilata ms que la menor , entonces podemos concluir que la dilatacin es directamente proporcional al largo inicial de las barras.Se sabe que la dilatacin es dependiente del material de la barra.De aqu se tiene que:

Dnde:=Longitud inicial. =Dilatacin=Variacin de la temperatura ( = coeficiente de dilatacin lineal

4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Disponer el equipo como en la figura dispuesta en la gua de laboratorio :

Colocamos nuestro dispositivo que nos dar la distancia que se elonga la varilla, el dispositivo usado en este experimento consiste en una cartulina cortada en forma circular con una aguja incrustada en el centro y Realizamos una pequea marca en un borde para que sirva de referencia.

Medimos la temperatura ambiente y medimos la longitud inicial de la varilla Procedemos a Calentar la varilla en nuestro caso la de cobre utilizando vapor de agua ,esrando un tiempo necesario para asegurarnos que la varilla halla alcanzado su maxima elongacion . Medimos la Longitud final de la varilla Apuntamos nuestro datos obtenidos y sus errrores .

5. DIAGRAMA

6. CALCULOS Y RESULTADOSa). Deduzca la expresin que permita calcular la distancia (L) que se ha dilatado la varilla en funcin del ngulo que giro la pantalla circular y el radio del eje giro.

LfL0 sL0RR Sabemos:S=Rx Esta es la distancia que ha girado la aguja. Lo que tambin es la longitud en que ha aumentado la vara. O sea:Lf Lo = L = S = 2Rx

b). Utilizando el resultado del paso anterior deduzca el coeficiente de dilatacin lineal de la varilla de cobre.Dela ecuacin se tiene: L=2RTambin se sabe: L=L0TIgualando ambas ecuaciones se obtuvo:

==

;

Donde est en grados sexagesimales y D es el dimetro de la aguja. DatosD=75 mm ; 69C ; ;

C) Compare sus resultados de a) con los valores que aparecen en las tablas.Valor Tablas:Valor Obtenido: Notamos un error igual a 10.47%

7. CONCLUSIONES Y OBSERVACIONES Observamos el movimiento de la placa circular cuando los tubos fueron expuestos al vapor de agua, que se encontraba a una temperatura de 100 C, pudimos determinar de que efectivamente el tubo haba sufrido una dilatacin longitudinal al hacer girar la placa circular.

Es posible determinar el clculo de la deformacin causado por la dilatacin, ya que al inicio de la clase se pidi calcular el dimetro de la aguja y con el giro de la placa circular, obtuvimos el ngulo barrido.

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 experimento es una demostracin de la relacin lineal que existe entre la temperatura y la variacin de la longitud

8. BIBLIOGRAFIA

SEARS SEMANSKY: Fsica universitaria, tomo I - 12ava edicin. Cap. 15 TIPLER, MOSCA: Fsica para la ciencia y la tecnologa Vol. 1 5ta Edicin. SERWAY: Fsica para las ciencias y la ingeniera volumen I-5ta edicin. Cap. 16 HUGO MEDINA GUZMAN: Fsica II. HUMBERTO LEYVA: Fsica II Tomo 2

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