COEFICIENTE DE DILATACION LINEAL CUBICA DE LOS SOLIDOS

COLEGIO NACIONAL "CÉSAR ANTONIO MOSQUERA"
ESPECIALIDAD DE FÍSICO MATEMÁTICO
INFORME DE LABORATORIO DE FÍSICA

PRACTICA: 5 ASIGNATURA: CALOR
NOMBRE: Iván Ovidio Diaz AraujoCURSO: 2º de Bachillerato Físico Matemático

TEMA: COEFICIENTE DE DILATACION LINEAL CUBICA DE LOS SOLIDOS

OBJETIVO:

Definir el coeficiente de dilatación

Definir que el coeficiente de dilatación cúbica β de los sólidos será tres veces mayor al coeficiente de dilatación lineal α de los sólidos

ESQUEMA Y REFERENCIAS DE LOS DISPOSITIVOS:

1-Pie en forma de T 2- Apoyo de muescas 3.-varilla de soporte 4- - nuez de doble espiga 5- nuez6-varilla de 5 cm7- escala8.- fiel plano 9.- tubo de metal 10- manguito con espiga de apoyo11- olla eléctrica12- tubo transparente13.-varilla con pinza14- vaso de precipitación 15-tubo de vidrio de 45 cm 16- termómetro químico17.- glicerina 18.-agua 19.-borde cuadrado con espigas

TEORÍA Y REALIZACIÓN:

TEORIA:

TEMPERATURA Y DILATACIÓN DE LOS CUERPOS

Los cambios de temperatura afectan el tamaño de los cuerpos, pues la mayoría de ellos se dilata al calentarse y se contrae si se enfría. Los gases se dilatan mucho más que los líquidos y estos más que los sólidos.

COEFICIENTE DE DILATACIÓN LINEAL

Es el incremento de longitud que presenta una varilla de determinada sustancia, con un largo inicial de un metro, cuando su temperatura se eleva un grado Celsius. Por ejemplo: una varilla de aluminio de un metro de longitud aumenta 0.00000224 metros 22.4 x 10^-6 m) al elevar su temperatura un grado centígrado. A este incremento se le llama coeficiente de dilatación lineal y se representa con la letra griega alfa (α). Algunos coeficientes de dilatación lineal de diferentes sustancias se dan en el cuadro siguiente. Para calcular el coeficiente de dilatación lineal se emplea la siguiente ecuación:

l α= L _f-L_o

l L_o (T _f – T_o)

Donde α= coeficiente de dilatación lineal,L_f = Longitud final medida en metros (m),L_o = Longitud inicial medida en metros (m),T_f = temperatura final medida en grados Celsius (° C).T_o = temperatura inicial en grados Celsius (° C). Si conocemos el coeficiente de dilatación lineal de una sustancia y queremos calcular la longitud final que tendrá un cuerpo al variar su temperatura, despejamos la longitud final de la ecuación anterior:

L_f = L_o[1 + α (T_f –T_o)]

COEFICIENTE DE DILATACIÓN CÚBICA

Implica el aumento en las dimensiones de un cuerpo: ancho, largo y alto, lo que significa un incremento de volumen, por lo cual también se conoce como dilatación volumétrica. Es el incremento de volumen que experimenta un cuerpo de determinada sustancia, de volumen igual a la unidad, Al elevar su temperatura un grado Celsius. Este coeficiente se representa con la letra griega beta (β). Por lo general, el coeficiente de dilatación cúbica se emplea para los líquidos. Sin embargo, si se conoce el coeficiente de dilatación lineal de un sólido, su coeficiente de dilatación cúbica será tres veces mayor: β = 3 α.Al conocer el coeficiente de dilatación cúbica de una sustancia, se puede calcular el volumen que tendrá al variar su temperatura con la siguiente expresión:

V_f = V_o [1+ β (T_f-T_o)]

Donde V_f = volumen final determinado en metros cúbicos (m³), V_o = volumen inicial expresado en metros cúbicos (m³),β= coeficiente de dilatación cúbica determinado en ° C ^-1,Tf = Temperatura final determinado en grados Celsius,T_o = Temperatura inicial determinado en grados Celsius.

REALIZACIÓN

1.-armamos el equipo

2.- colocamos una pinza de mesa y sobre él colocamos es apoyo de muescas

3.-en otra pinza de mesa colocamos una varilla de soporte

4.-en la varilla de soporte colocamos en la parte de arriba la escala

5.-sujetamos con una nuez el fiel plano

6.- con una nuez de doble espiga sujetamos el tubo de metal

7.- con otra nuez sujetamos la varilla con pinza a la varilla de soporte

8.-colocamos el tubo trasparente con la olla eléctrica y el tubo de metal

9.-sujetamos el tubo de vidrio con la varilla de pinza

10.- colocamos sobre el tubo de vidrio el vaso de precipitación de 400 ml

11.-colocamos el termómetro químico dentro del vaso de precipitación de 400 ml y añadimos agua

12.-encendemos la olla eléctrica y observamos lo que sucede con el tubo de metal

13.-cuidamos de que la línea que separa los colores en el indicador este a la altura del radio de la escala

14.-determinemos para la temperatura inicial t₁ (ambiente) del tubo

15.-la desviación a₁inicial y después de pasar por ellos el vapor de agua, la temperatura del tubo t₂ y la desviación conseguida a₂

16.-podemos determinar la dilatación del tubo a partir de la desviación de la aguja

17.-realizamos los cálculos

REGISTRO DE DATOS Y CÁLCULOS

TABLA DE VALORES

Sustancia	aluminio
I	59.1	mm
T1	10.7	ºc
T2	87	ºc
∆t	76.3	ºc
A1	5	Mm
A2	8	Mm
∆a	3	Mm
∆=		Mm
	.	1/ºc

CUESTIONARIO Y CONCLUSIONES

CUESTIONARIO

¿Qué es la dilatación?

Llamamos dilatación al cambio de dimensiones que experimentan los sólidos, líquidos y gases cuando se varía la temperatura, permaneciendo la presión constante. La mayoría de los sistemas aumentan sus dimensiones cuando se aumenta la temperatura.

¿Qué es el coeficiente dilatación lineal?

al cociente que mide el cambio relativo de longitud o volumen que se produce cuando un cuerpo sólido o un fluido dentro de un recipiente experimenta un cambio de temperatura experimentando una dilatación térmica.

¿Qué es el coeficiente de dilatación cúbica?

Implica el aumento en las dimensiones de un cuerpo: ancho, largo y alto, lo que significa un incremento de volumen, por lo cual también se conoce como dilatación volumétrica

¿Qué es la temperatura?

Es el grado de calor de los cuerpos, la temperatura es medida con los termómetros.

¿Al aumentar la dilatación lineal aumentará la dilatación cúbica de los sólidos?

Claro que aumentará ya que si conocemos el coeficiente de dilatación lineal su coeficiente de dilatación cúbica será tres veces mayor: β= 3α

CONCLUSIÓN:

Como vimos en el experimento nos permite determinar que cada sustancia tiene un coeficiente de dilatación lineal, también comprendemos que la mayoría de los sólidos al variar su temperatura variarán también sus tres dimensiones largo, ancho y altura como se muestra en este experimento. Con los cálculos correspondientes podemos afirmar que el coeficiente de dilatación lineal y el coeficiente de dilatación cúbica están relacionados por la fórmula β= 3α

También en el experimento observamos que podemos determinar dos tipos de dilatación la lineal y la cúbica con el tubo de metal que se expande y lo observamos en la desviación del fiel plano que nos indica en la escala y concluimos que al aumentar la temperatura todos los cuerpos se dilatan