Dilatación lineal, temperatura, micrómetro

DILATACION LINEAL

[pic 1]

Alfonso Márquez Sánchez / 47161422 a.

a Universidad de La Salle, Ingeniería industrial[pic 2]

RESUMEN

La presente investigación tuvo como objetivos:

• Medir los coeficientes de dilatación térmica de varilla de acero, aluminio, cobre y latón hallando error absoluto y relativo menor al 5%.

En esta práctica de laboratorio se calculó el coeficiente de dilatación térmica de cuatro varillas de acero, aluminio, cobre y latón, haciendo uso de un micrómetro, un termómetro y un vaporizador principalmente

Posteriormente se calcularon los errores relativos y absolutos, comparados con valores teóricos presentados en clase; siendo representados en tablas como errores porcentuales.

Se concluyó que el cobre presenta un coeficiente de dilatación térmica experimental de ; con un error relativo de 3.11% con respecto al coeficiente teórico. El latón presenta un coeficiente de dilatación térmica experimental de ; con un error relativo de 7.05% con respecto al coeficiente teórico. el aluminio presenta un coeficiente de dilatación térmica experimental de ; con un error relativo de 2.54% con respecto al coeficiente teórico. El acero presenta un coeficiente de dilatación térmica experimental de ; con un error relativo de 34.54% con respecto al coeficiente teórico.[pic 3][pic 4][pic 5][pic 6]

PALABRAS CLAVE

Dilatación lineal, temperatura, micrómetro.

ABSTRACT

The present research had as objectives: 

• Measure the coefficients of thermal expansion of steel, aluminum, copper and brass rod finding absolute error and relative minor 5%.

This practice of laboratory estimated the coefficient of thermal expansion of four rods of steel, aluminum, copper and brass, making use of a micrometer, thermometer and a vaporizer mainly.

Then calculated relative and absolute, errors compared to theoretical values presented in class; being represented in tables as errors percentage.

It concluded that copper presents an experimental thermal expansion coefficient of; with a relative error of 3.11% with respect to the theoretical coefficient. Brass presents an experimental thermal expansion coefficient of ; with a relative error of 7.05% with respect to the theoretical coefficient. Aluminum presents an experimental thermal expansion coefficient; with a relative error of 2.54% with respect to the theoretical coefficient. The steel presents an experimental thermal expansion coefficient of ; with a relative error of 34.54% with respect to the theoretical coefficient.[pic 7][pic 8][pic 9][pic 10]

KEYWORDS

Linear expansion, temperature, micrometer.

INTRODUCCIÓN

La importancia de esta investigación radica en el valor que tiene el estudio de la dilatación termina de ciertos sólidos.

El estudio de la dilatación térmica ha permitido avances tecnológicos en todos los campos de la ciencia y la ingeniería de los materiales, hasta el punto de permitir alterar levemente sus dimensiones mientras se calienta.

Para el estudio de este fenómeno se plantean preguntas como, ¿Cómo podemos calcular el coeficiente de dilatación térmica?, ¿Cómo interpretar la diferencia de cada uno de los materiales? Lo anterior se responde gracias a una clase previa la experiencia en el laboratorio.

MARCO TEORICO

Dilatación térmica

Es el aumento de longitud, volumen o alguna otra dimensión métrica que sufre un cuerpo físico debido al aumento de temperatura que se provoca en él por cualquier medio.

Dilatación lineal

Es aquella en la cual predomina la variación en una única dimensión, a presión constante, dicha dilatación se caracteriza por el coeficiente de dilatación lineal, el cual se representa mediante la expresión:

[pic 11]

Donde  representa la dilatación térmica,  representa la longitud inicial del objeto,  representa la temperatura de ebullición del agua y  representa la temperatura ambiente del agua; lo anterior para la aplicación de la presente práctica.[pic 12][pic 13][pic 14][pic 15]

[pic 16]

MATERIALES Y METODOS

• Micrometro
• Termometro
• Regla
• Varillas de acero, aluminio, cobre, laton.
• Mangueras
• Vaporizador
• Agua

Para llevar a cabo la practica, se desarrolló el siguiente procedimiento.

1. Medir la longitud de la varilla una ves se coloque en el dispositivo, donde toque el extremo movil del micrometro.
2. Medir la temperatura del agua a temperatura ambiente.
3. Medir la temperatura de ebullicion del agua proveniente de la manguera del vaporizador.
4. Conectar la manguera a la varilla y observe como desde el cero va incrementando la dilatacion termica en el micrometro.
5. Calcular el coeficiente de dilatación con cada uno de los datos tomados, aplicando la formula dada en el marco teórico.
6. Calcular el error relativo de los cuatro coeficientes de dilatación, comparándolo con cada uno de los teóricos.

DATOS Y RESULTADOS

• Datos de la fórmula para hallar el coeficiente de dilatación.

• Calculo de los coeficiente de dilatación experimentales

Coeficiente de dilatación del cobre

[pic 17]

[pic 18]

Coeficiente de dilatación del latón

[pic 19]

 [pic 20][pic 21]

Coeficiente de dilatación del aluminio

[pic 22]

 [pic 23][pic 24]

Coeficiente de dilatación del acero

[pic 25]

 [pic 26][pic 27]

...