Estudio de la expansión lineal en distintos materiales y cálculo del coeficiente de dilatación lineal
Enviado por Miramendi • 6 de Abril de 2017 • Informes • 2.135 Palabras (9 Páginas) • 352 Visitas
COEFICIENTE DE DILATACIÓN LINEAL DE SÓLIDOS
PRUEBA # 1 Estudio de la expansión lineal en distintos materiales
y cálculo del coeficiente de dilatación lineal
9.1 Objetivos.-
9.1.1 Específicos
- Observar la dilatación térmica lineal en bronce y hierro.
- Calcular y comparar los coeficientes de dilatación lineal de estos materiales.
9.2 Equipo y material.-
- Reloj comparador o dilatómetro.
- Caldera del generador de vapor.
- Tapón de goma.
- Manguera.
- Tubo de drenaje.
- Termómetro.
- Hornilla eléctrica.
- Varillas de bronce y hierro.
- Recipiente recolector.
9.3 Montaje del equipo.-
[pic 1]
9.4 Procedimiento.-
Instrucciones para el armado del equipo:
- Colocar la mordaza del dilatómetro en el punto de 200 mm.
- Colocar el tubo con el extremo cerrado sobre la punta del reloj comparador y sujetar suavemente con el tornillo de la mordaza la ranura del tubo correspondiente a 200 mm.
- Verter 1L. de agua en la caldera del generador de vapor cerrarlo con el tapón, cerrar herméticamente la tapa.
- Conectar la manguera de salida del generador de vapor al otro extremo del tubo.
- Conectar una pequeña manguera al tubo de drenaje para la salida de agua y vapor de agua a un pequeño recipiente recolector.
Precaución:
- Durante el experimento saldrá expulsado vapor de agua caliente del tubo de metal. Incluso luego del experimento puede llegar a salir agua condensada caliente. Hay peligro de sufrir quemaduras.
Instrucciones para la toma de datos
- Determinar la temperatura ambiente y anotarla.
- Anotar la longitud L0 de cada tubo.
- Enchufar la caldera y poner a hervir el agua.
- Hacer hervir el agua hasta que la aguja del reloj deje de moverse. Medir ΔL en el reloj comparador.
- Desconectar la caldera con el interruptor y dejar enfriar el dispositivo.
- Reemplazar el tubo de bronce por el de hierro y repetir el procedimiento anterior.
- Colocar la mordaza en el punto de 400 mm. Y sujetar el tubo en la ranura correspondiente. Medir ΔL.
- Colocar la mordaza en el punto de 600 mm. Y sujetar el tubo en la ranura correspondiente. Medir ΔL.
9.5 Tabularios.-
9.5.1 Dilatación térmica del HIERRO
L0 (cm) | ΔL (cm) | T0 (0C) | TV (0C) | L (cm) |
20 | 5 * 10 -3 | 23 | 86 | 20.005 |
40 | 23 * 10 -3 | 23.5 | 82.5 | 20.023 |
60 | 45 * 10 -3 | 24 | 83 | 20.045 |
9.5.2 Dilatación térmica del BRONCE
L0 (cm) | ΔL (cm) | T0 (0C) | TV (0C) | L (cm) |
20 | 21 * 10 -3 | 22 | 78 | 20.021 |
40 | 48 * 10 -3 | 22 | 80 | 40.048 |
60 | 72 * 10 -3 | 22.5 | 80 | 60.072 |
9.5.3 Determinación de los coeficientes de dilatación
Material | αexp (0C-1) | αteo (0C-1) | e (%) |
Hierro | 8.758 * 10 -6 | 12 * 10 -6 | 27.017 |
Bronce | 20.156 * 10 -6 | 19 * 10 -6 | 6.084 |
9.6 Cálculos.-
- Cálculo L
L = L0 + ΔL
Para el Hierro
- L = 20 cm + 5 * 10 -3 cm
L = 20.005 cm
- L = 40 cm + 23 * 10 -3 cm
L = 40.023 cm
- L = 60 cm + 45 * 10 -3 cm
L = 60.045 cm
Para el Bronce
- L = 20 cm + 21 * 10 -3 cm
L = 20.021 cm
- L = 40 cm + 48 * 10 -3 cm
L = 20.048 cm
- L = 60 cm + 72 * 10 -3 cm
L = 20.072 cm
- Cálculo de ΔL/
De la gráfica 1:
ΔL = a + b * L0
a = (∑ΔL)*(∑L02) – (∑L0)*(∑L0ΔL)
n*(∑L02) – (∑L0)2
b = n*(∑L0ΔL) – (∑L0)*(∑ΔL)
n*(∑L02) – (∑L0)2
Para el Hierro
∑L0 = (L0)1 + (L0)2 + (L0)3
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