Informe Dilatación térmica

Universidad de Santiago de Chile

Facultad de Ingeniería

Departamento de Ingeniería en Mecánica

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Informe Dilatación térmica

 Autores: Vicente Silva M.
                 vicente.silva.m@usach.cl           Ignacio Guzmán V.
             ignacio.guzman.v@usach.cl Profesor: Luis Campos Y.
Ramo: Materiales para Ingeniería
Sección: 15105-L1
Fecha: 09-08-2021                  

Tabla de contenido

Tabla de Ilustraciones        3

Tabla de Tablas        3

1.        Introducción        4

2.        Objetivos        4

3.        Teoría dilatación térmica.        5

3.1.        Dilatación de líquidos.        5

3.2.        Dilatación de gases.        5

3.3.        Dilatación de los sólidos.        6

4.        Descripión de equipos e instrumentos.        7

4.1.        Horno eléctrico industrial.        7

4.2.        Elementos de protección contra altas temperaturas        8

4.3.        Regla metálica        8

4.4.        Probetas        9

5.        Metodología        9

6.        Presentación de datos        10

7.        Análisis de datos y resultados        11

8.        Conclusiones        13

Tabla de Ilustraciones

Ilustración 1: Dilatación de líquidos        4

Ilustración 2: Dilatación de gases        5

Ilustración 3: Dilatación lineal        5

Ilustración 4: Dilatación superficial        6

Ilustración 5: Dilatación volumétrica        6

Ilustración 6:Horno eléctrico        7

Ilustración 7: Guantes aluminizados        8

Ilustración 8: Tenazas        8

Ilustración 9: Protector térmico facial        8

Ilustración 10: Regla milimetrada        8

Ilustración 11:Varilla de acero        8

Ilustración 12:Varilla de aluminio        8

Ilustración 13:Varilla de cobre        8

Ilustración 14:Curva coeficiente-temperatura aluminio        12

Ilustración 15:Curva coeficiente-temperatura acero        12

Ilustración 16: : Curva coeficiente-temperatura cobre        12

Tabla de Tablas

Tabla 1: Mediciones largo y temp. para varilla de acero        9

Tabla 2: Mediciones largo y temp. para varilla de aluminio        10

Tabla 3: Mediciones de largo y temp. para varilla de cobre        10

Tabla 4: Coeficiente de dilatación Acero                   Tabla 5: Coeficiente de dilatación Aluminio        11

Tabla 6:Coeficiente de dilatación Cobre        11

1. Introducción

La dilatación térmica es un proceso por el cual los cuerpos aumentan o disminuyen el nivel de volumen debido a que hayan experimentado un cambio de temperatura. Cuando un cuerpo disminuye su volumen significa que disminuyo la temperatura a la cual se esta exponiendo, por el contrario, cuando un cuerpo aumenta su volumen significa que aumento la temperatura a la cual se esta exponiendo. Lo anteriormente nombrado es a una presión constante.

El rango de expansión del cuerpo dependerá directamente del coeficiente de dilatación térmica del material que posea el cuerpo en cuestión. La dilatación térmica pude ser lineal, superficial o volumétrica.

Es sumamente importante conocer cómo se dilatará un cuerpo o estructura en la vida cotidiana, debido a que al no conocerlo se pueden generar grietas, deformaciones, etc.

1. Objetivos

• Internalizar el concepto de dilatación térmica de diferentes materiales sólidos usados en aplicaciones ingenieriles.
• Conocer la metodología para determinar empíricamente el coeficiente de dilatación térmica.
• Obtener la curva “coeficiente de dilatación térmica v/s temperatura” y determinar la ley entre ambas variables para diferentes materiales.

1. Teoría dilatación térmica.

Cuando un cuerpo sufre una variación en su temperatura, las moléculas tienden a disminuir o aumentar su movimiento, esto depende si la variación de t° es negativa o positiva. Si la variación de temperatura resulta ser negativa (el cuerpo se enfría) las moléculas tienden a aminorar su movimiento, traduciéndose en una disminución del volumen total del cuerpo, fenómeno denominado “contracción térmica”. En caso contrario, si el cuerpo aumenta su temperatura, las moléculas vibrarán más deprisa y necesitarán más espacio para desplazarse, es por esto que el cuerpo comienza a dilatarse.  

1. Dilatación de líquidos.

Es el efecto de dilatación más evidente en el día a día, al haber moléculas con un alto grado de libertad de movimiento, el volumen tiende a aumentar más fácilmente con la temperatura. Si se calienta un recipiente lleno de un determinado líquido, luego de un tiempo se notará que el líquido comienza a derramarse, esto ocurre debido a que el líquido inició su proceso de dilatación, hay que tener en cuenta que el recipiente contenedor del líquido también se dilata, pero la dilatación del fluido es mayor.[pic 1][pic 2]

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