"El calor que se
comunica a un cuerpo se divide en dos partes: una que se conserva
y es perceptible, que calienta el cuerpo y la otra que desaparece
en cuanto a calor, transformándose en Trabajo
Mecánico, cuyo resultado es el aumento del volumen o
Dilatación", demostrable por medio de una simple
experiencia.
Aplicaremos calor a tres barras metálicas cobre,
hierro y
aluminio y
observaremos su dilatación lineal (una
dimensión)
Se define dilatación lineal de la barra
metálica: "al numero representa el aumento que adquiere la
unidad de longitud (mm, Km, cm etc…) de esta cuando su temperatura se
eleva en un grado celsius".
2. Objetivo
El objetivo de
este trabajo practico es calcular experimentalmente el
coeficiente de dilatación lineal a para tres barras
metálicas de cobre, aluminio y hierro respectivamente.
- Dilatometro "Pasco"
- Regla
- Barras metálicas de cobre, hierro y aluminio
- Vaso precipitado
- Generador eléctrico de vapor
- Tester
Se monta el sistema en el
cual vamos a trabajar. Se inserta la barra de metal sobre el
dilatometro las cuales van conectadas por medio de un cable, el
reloj que mide la dilatación (cada muesca equivale a 0.01
mm) se calibra en cero para así medir el D t o sea,
dilatación.
A la barra metálica ya conectada al dilatometro se le
inserta una manguera que esta conectada al generador
eléctrico de vapor para que así el vapor fluya
dentro de la barra metálica y ocurra la transmisión
de calor responsable de la dilatación.
El tester se calibra en 200 KW y se conecta al dilatometro
para medir la resistencia y por
medio de una tabla de conversiones registrar la temperatura.
Luego de medir la temperatura inicial y la longitud inicial se
deja pasar el vapor, registrando la dilatación y
paralelamente la temperatura. Y luego proceder a realizar los
cálculos.
Fundamentos matemáticos
De la formula: =
Donde: =
Donde: longitud
inicial (mm)
longitud final
(mm)
temperatura inicial (°
C)
temperatura
final (° C)
coeficiente de
dilatación lineal ()
Entonces: variación de longitud (mm)
variación de temperatura ()
Despejando:
Por otro lado:
Finalmente tenemos que: ;
Primeramente medimos las longitudes iniciales para cada metal,
luego determinamos por medio del tester las temperaturas
iniciales.
Después de aplicado el calor se registro en el
dilatometro las variaciones de longitud y en el tester las
temperaturas finales.
Para calcular la longitud final y la variación de
temperatura.
Los datos fueron
resumidos en la siguiente lista:
Aluminio (Al)
705 mm.
108 109.85 23
8.3 8.240 88
1.08 mm.
65
706.08 mm.
Cobre (Cu)
705 mm.
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