Laboratorio de Fisica II No 4

Dilatación

Laboratorio de Física II

Carlos Villars 21121071

Marvin Avilez 21041058

Jorge Díaz 21051084

Instructor: Arnold Daniel Antonio Zelaya

San Pedro Sula 17 de Mayo del 2013

Dilatación

Dilatación de Metales

Resumen Introductorio

Objetivos de la experiencia:

1. Medir la dilatación del acero, latón y aluminio, al calentarlos de temperatura ambiente hasta 100 grados.

2. Calcular el coeficiente de dilatación α de cada uno de los materiales.

Precauciones Experimentales

1. Verificar que el tubo flexible este bien colocado en la varilla.2. Observar que la aguja este bien colocada y totalmente perpendicular a la

mesa.3. Ver que hayan 10.5 cm desde la varilla hasta la mesa.

Resumen del trabajo Realizado

Primero colocamos la varilla de acero en su posición adecuada, luego tomamos el Erlenmeyer y lo llenamos de agua hasta la mitad y lo tapamos con el tapón, luego empalmamos el tubo flexible en la varilla de acero, colocamos la nuez de presión en el otro extremo y verificando que la aguja quede alineado con la marca en el papel que teníamos. Medimos la temperatura ambiente y la anotamos, luego ponemos a hervir el agua hasta que esta llegue a un punto en el que no se mueva y anotamos la nueva posición de la aguja y medimos desde la posición inicial hasta la final.

Laboratorio de Física II Página 2

Dilatación

Reporte de Datos


Dilatación

Cálculos

1. Calcule la dilatación Δl de los distintos tubos metálicos

∆ l2

=2πr ϑ360

∆ l=[2π (0.2) 6360 ]2

∆ l=0.041887

2. Calcule cada uno de los coeficientes de dilatación longitudinal α de los tres tubos.

∆ l=α l0(T 2−T 1)

α= 0.04188750(100−24)

α=1.1023∗10−5


Dilatación

Resultados

1. Tabla de dilatación Δl de los distintos tubos metálicos.

2. Tabla de coeficiente de dilatación longitudinal α de los 3 tubos.


Material ΔlAcero 0.041887

Material α

Acero1.1023x10˄

-5

Dilatación

Cuestionario

1. ¿Por qué es obligatorio mantener la salida al aire exterior mediante la segunda manguera?R=/ Para evitar que se acumule la presión dentro del erlenmeyer.

2. Para un dado metal, ¿el coeficiente α es siempre constante con la temperatura? Explique. En base a ello, señale si es esperable o no cierta variación entre los coeficientes calculados según los distintos líquidos puestos a hervir.R=/ el coeficiente α es constante siempre y cuando el cambio de temperatura sea menor de los 100 grados.

3. Investigue sobre las curvas de dilatación –con un rango amplio de temperaturas- del aluminio, traslade a su reporte la gráfica. Señale las características fundamentales que presenta la gráfica y las consecuencias físicas que conlleva

4. Investigue sobre la dilatación del caucho. ¿Qué significa que su coeficiente de dilatación sea negativo? R=/ es negativo porque cuando el caucho se calienta no se expande si no que se contrae.


Dilatación

Dilatación de líquidos y gases

Resumen Introductorio

Objetivos de la experiencia:

1. Observar cualitativamente la dilatación del agua y del aire al calentarse. 2. Determinar el coeficiente de dilatación volumétrica del agua a distintas

temperaturas.

Precauciones Experimentales1. Observar que hay 1 cm de agua dentro del tubo de vidrio.2. Asegurarse que no quede aire debajo del tapón.3. Colocar el erlenmeyer lo más profundo posible dentro del beaker.

Resumen del trabajo Realizado

Primero llenamos el beaker y el erlenmeyer con agua, luego tapamos el erlenmeyer y ponemos un termómetro al igual que un tubo de vidrio, colocamos el erlenmeyer dentro del beaker y luego registramos la temperatura cada 5 grados desde, 25 hasta los 70 grados y tomamos la medida del agua dentro del tubo de vidrio en cada uno de eso 5 grados.


Dilatación

Reporte de Datos


Dilatación

Cálculos

1. Calcule la diferencia de temperatura con respecto a la temperatura inicial para cada caso.

2. Si el diámetro del interior del tubo de vidrio es d = 0.5 cm, calcule en cada caso la variación de volumen a partir de la variación de la longitud.

∆V=( d2 )2

π ∆ l

3. Calcule el coeficiente de dilatación volumétrica del agua para cada caso.


Temperatura(°C) Temperatura inicial Diferencia de Temperatura25 25 030 25 535 25 1040 25 1545 25 2050 25 2555 25 3060 25 3565 25 4070 25 45

d(cm.) Δl(cm.) ΔV(cm^3)0.5 1 0.19630.5 1.9 0.3730.5 2.8 0.54970.5 3.8 0.74610.5 5 0.98170.5 6.8 1.33510.5 8.6 1.68860.5 10.8 2.12050.5 13.4 2.6310.5 15.9 3.1219

Dilatación

Resultados

1. Grafique la variación de volumen vs. temperatura.

25 30 35 40 45 50 55 60 65 700

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

Volumen vs. Temperatura

Series1

Temperatura

Volu

men

2. Grafique y tabule los diferentes coeficientes de dilatación volumétrica encontrados para las distintas temperaturas


Dilatación

Cuestionario

1. Comente y explique lo observado al calentar y después enfriar el agua. R=/ bueno mientras el agua se iba calentando se notaba claramente como el agua subía por el tubo de vidrio y al enfriarse notamos como esta bajaba a su volumen inicial.

2. Describa la relación entre la variación de temperatura y la variación de volumen ¿Es lineal? Investigue la razón de su respuesta. R=/ la variación no es lineal es mas cuadrática, y esto se debe a que la dilatación del agua es 10 veces mayor que la de los solidos.

3. Investigue qué ocurre con el agua cuando se calienta en el rango 0ºC-4ºC. R=/esta se dilata al ser calentada entre 0°C y 4°C.

4. En nuestro experimento, ¿cómo serían las variaciones de volumen si el inicial hubiera sido la mitad? R=/

5. Si el tubito introducido a través del tapón hubiera sido muy delgado, ¿habrían sido válidos los valores de Δl para representar la dilatación del agua? (Investigue sobre capilaridad). R=/ no serian validos ya que ascendería demasiado rápido debido a su capilaridad que es la fuerza de succión de un liquido dentro de un tubo debido a su tensión molecular y entre más delgado el tubo mayor succión.

6. Un termómetro contiene alcohol o mercurio, ¿la relación entre la dilatación volumétrica de estas sustancias con respecto a la temperatura es lineal? Investigue sobre los coeficientes de dilatación volumétrica para estas sustancias. R=/ si es totalmente lineal.


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