Dilatación y Calor Especifico de solidos: Capacidad Calorífica y Dilatación Térmica

Dilatación y Calor Especifico de solidos: Capacidad Calorífica y Dilatación Térmica.

Víctor Manuel Rojas, 308500.Paula Guio, 344127.María Ladino, 308770.
Jesús Barrera, 375305. Laura Vargas, 535716.

 Ingeniería Civil, Universidad Minuto de Dios
23 de noviembre 2017[pic 1]

Resumen

En el  presente informe se analizará los datos obtenidos en la práctica correspondiente de Dilatación y Calorimetría, se detallará cada resultado, conclusiones del experimento y el detalle del montaje.
En primer lugar se determinó el aumento de longitud de una varilla  debido al incremento de temperatura sin conocer el coeficiente de dilatación lineal, para luego compararlo con diferentes  coeficientes   y relacionarlo con el más cercano. En segundo lugar se determinó el cambio de temperatura de H2O  trasferida a  un objeto  para la medición del calor y de las constantes térmicas.[pic 2]

1. Introducción:      

Haciendo referencia a la dilatación lineal y la experiencia en el laboratorio se puede saber que cualquier material puede expandirse de tamaño inicial, este fenómeno es conocido como dilatación térmica, el cual produce un aumento lineal al cambio de la temperatura interna del cuerpo.

Cuando se realizan determinaciones calorimétricas, se debe conocer la capacidad calorífica, ya que la cantidad de calor involucra el proceso como también afectara el calorímetro y sus componentes.

Teniendo en cuenta las diferentes fórmulas para realizar los respectivos cálculos:

Dilatación Térmica:

Es el proceso mediante el cual se calienta un cuerpo sólido, mediante la energía de sus átomos aumenta de tal modo que las distancias entre las moléculas crecen mediante la variación de la temperatura que lo rodea.

Dilatación Lineal:

Es el incremento de longitud que experimenta una varilla de determinada sustancia, al modo de aumentar la temperatura interna se logra identificar un aumento de longitud inicial, respecto al delta de temperatura. 

[pic 3]  (1)

Lf: Longitud Final

Li: Longitud Inicial
  α: Coeficiente de dilatación lineal

T∆: Temperatura final – Temperatura Inicial

Calorimetría:

Es la energía térmica que se trasfiere de un objeto o sustancia a otro cuando entran en un contacto mutuo, debido a una diferencia de temperaturas entre ellos.

La dirección de la trasferencia térmica siempre a la sustancia de mayor temperatura hacia la de menor.

[pic 4]  (2)

Q: Cantidad de calor
M: Masa del cuerpo o sustancia

C: Calor especifico
T∆: Temperatura final – Temperatura Inicial

1. Objetivos

• Determinar el coeficiente de dilatación de cada material (barras), para identificar el tipo de material.
• Determinar el calor específico del objeto seleccionado para así identificar el tipo de material.

1. Detalle Experimental

Dilatación Lineal

Instrumentos:

• Dilatómetro 
• Barras diferente material
• Termómetro

Procedimiento:

1. Se mide la longitud de cada barra.
2. Se toma la temperatura ambiente de la barra.
3. Se prende el mechero que tiene el dilatómetro.
4. Se coloca la barra en el dilatómetro.
5. Se espera a que el dilatómetro marque el delta de dilatación, el cual se verifica cuando la aguja del marcador se empiece a devolver.
6. Obtenido el delta de dilatación, se procede a retirar la barra para tomar su temperatura final.  

Datos obtenidos:

Del procedimiento anterior, los datos obtenidos son los siguientes:

Cálculos realizados:

Con los resultados obtenidos, se realizaron  los siguientes cálculos, teniendo en cuenta las siguientes fórmulas:

[pic 9]

[pic 10]

Tabla 2. Cálculos para identificar el tipo de material[pic 11]

Calor específico de solidos:

Instrumentos:

• Vaso graduado
• Calorímetro
• Termómetro
• Balanza
• Calentador

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