Lab 09
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Este documento describe un experimento de laboratorio para medir la dilatación lineal de sólidos. Explica que la longitud de un material aumenta con la temperatura y que este aumento de longitud es proporcional al cambio de temperatura. Detalla los pasos para montar un dilatómetro y medir cómo cambia la longitud de tubos de diferentes materiales (aluminio, cobre, bronce) cuando se calientan, lo que permite calcular su coeficiente de dilatación lineal. Finalmente, propone comparar los resultados experimentales con los valores teóricos y concluye que la
![FISICA II- Ingeniería Civil Año 2012
PRACTICO DE LABORATORIO N° 9 DILATACION DE SOLIDOS
Enfoque teórico:
Dilatación lineal: Con pocas excepciones, las dimensiones de todos los cuerpos aumentan
cuando se eleva la temperatura del cuerpo. Si un trozo de material tiene forma de barra o de
cable por lo general sólo es importante su variación de longitud con los cambios de
temperatura. La figura representa una barra cuya longitud es Lo, a cierta temperatura de
referencia, y que pasa a ser L a una temperatura más alta. La diferencia L – Lo es el
aumento de longitud que experimenta la barra al calentarse. Se encuentra
experimentalmente que el aumento de longitud, ΔL, es proporcional a la longitud inicial Lo,
y prácticamente proporcional también al aumento de temperatura Δt.
Esto es:
ΔL = Δt Lo o bien ΔL = α Δt Lo
Siendo α una constante de proporcionalidad, distinta para cada sustancia, y que se denomina
coeficiente de dilatación lineal. El coeficiente de dilatación lineal de una sustancia puede
definirse, como la variación relativa de longitud al elevar 1 grado la temperatura. Puesto
que Lo y L, están expresadas en la misma unidad, la dimensiones de α son grados
recíprocos.
α = ΔL *1 / L0*Δt[°C-1]
1. Experiencia:
Se arma un soporte con el trípode y el vástago de 10 x 150. Mediante una nuez metálica
se ajusta la pinza porta termómetro a este último, y con ella se abraza uno de los tubos
para dilatación por el extremo opuesto al que esta perforado. En ese mismo extremo, se
inserta el tubo de goma que conducirá vapor de agua que calentara uniformemente al
tubo metálico.](https://image.slidesharecdn.com/lab09-130602170522-phpapp02/85/Lab-09-1-320.jpg)
Lab 09
- 1. FISICA II- Ingeniería Civil Año 2012 PRACTICO DE LABORATORIO N° 9 DILATACION DE SOLIDOS Enfoque teórico: Dilatación lineal: Con pocas excepciones, las dimensiones de todos los cuerpos aumentan cuando se eleva la temperatura del cuerpo. Si un trozo de material tiene forma de barra o de cable por lo general sólo es importante su variación de longitud con los cambios de temperatura. La figura representa una barra cuya longitud es Lo, a cierta temperatura de referencia, y que pasa a ser L a una temperatura más alta. La diferencia L – Lo es el aumento de longitud que experimenta la barra al calentarse. Se encuentra experimentalmente que el aumento de longitud, ΔL, es proporcional a la longitud inicial Lo, y prácticamente proporcional también al aumento de temperatura Δt. Esto es: ΔL = Δt Lo o bien ΔL = α Δt Lo Siendo α una constante de proporcionalidad, distinta para cada sustancia, y que se denomina coeficiente de dilatación lineal. El coeficiente de dilatación lineal de una sustancia puede definirse, como la variación relativa de longitud al elevar 1 grado la temperatura. Puesto que Lo y L, están expresadas en la misma unidad, la dimensiones de α son grados recíprocos. α = ΔL *1 / L0*Δt[°C-1] 1. Experiencia: Se arma un soporte con el trípode y el vástago de 10 x 150. Mediante una nuez metálica se ajusta la pinza porta termómetro a este último, y con ella se abraza uno de los tubos para dilatación por el extremo opuesto al que esta perforado. En ese mismo extremo, se inserta el tubo de goma que conducirá vapor de agua que calentara uniformemente al tubo metálico.
- 2. FISICA II- Ingeniería Civil Año 2012 PRACTICO DE LABORATORIO N° 9 DILATACION DE SOLIDOS 2. En el extremo del vástago colocado en el trípode se instala una nuez metálica con una pinza portatubos. Esta última sostendrá un balón con agua para ser calentada mediante el mechero de alcohol; el vapor de agua que se genere será conducido hasta el tubo metálico por el tubo de goma. 3. En el agujero del extremo libre del tubo metálico, se inserta el eje del dispositivo multiplicador y se ajusta el conjunto hasta que la aguja indicadora se posicione frente al cero de la escala que se encuentra en el extremo más cercano al extremo fijo del tubo metálico. Una vez conseguida esa condición, debe impedirse cualquier movimiento del trípode. Se recomienda fijarlo a la mesa mediante cinta adhesiva. En estas condiciones el dilatómetro está listo para comenzar a registrar los cambios de longitud del tubo metálico al ser calentado. Cambiando por otros tubos de distinto material se pueden efectuar comparaciones e introducir el concepto de coeficiente de dilatación lineal. En todos los casos se debe llevar la aguja a cero de la escala antes de comenzar el calentamiento. Cuestionario: 1. Indique la dilatación sufrida por cada tubo en unidades de la escala y compare sus resultados con los obtenidos calculando la dilatación de cada tubo. 2. ¿Se puede usar la dilatación lineal para distinguir entre dos sustancias sólidas?
- 3. FISICA II- Ingeniería Civil Año 2012 1. Aluminio: αL = 23 x 10-6 1/°C L0 = 404mm T0 = 28°C TF = 100°C ∆L = 23x10-6 . (100°C-28°C) . 404mm ∆L = 0,67mm ∆LMED = 0,55mm LF = 404,67mm Cobre: αL = 17 x 10-6 1/°C L0 = 404mm T0 = 28°C TF = 100°C ∆L = 17x10-6 . (100°C-28°C) . 404mm ∆L = 0,49mm ∆LMED = 0,44mm LF = 404,49mm Bronce: αL = 18 x 10-6 1/°C L0 = 404mm T0 = 28°C TF = 100°C ∆L = 18x10-6 . (100°C-28°C) . 404mm ∆L = 0,52mm ∆LMED = 0.37 mm LF = 404,52mm 2. Si, se puede usar la dilatación lineal. Cuidando de tener las mismas condiciones para ambos materiales. (Temp)