6 Coeficiente de Dilatacion Lineal

UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRES FACULTAD DE INGENIERIA CURSO BASICO

LABORATORIO DE FISICA 102 INFORME 6 COEFICIENTE DE DILATACION LINEAL

ESTUDIANTE: MONTAÑO SAAVEDRA MAURICIO DANIEL GRUPO: A HORARIO:

08:00-11:00 DOCENTE: OSCAR FEBO FLORES FECHA DE ENTREGA: 3 DE OCTUBRE COEFICIENTE DE DILATACION LINEAL 1.- Objetivos: -Validar la ecuación de dilatación lineal para bajos rangos de temperatura en materiales isotrópicos. -Encontrar el coeficiente de dilatación lineal del cobre, aluminio y hierro galvanizado 2.- Representación de resultados: 2.1 Cálculos -Determine el valor de las temperaturas en el tubo a partir de los valores de resistencia eléctrica obtenidas con el multímetro. Para ello debe hacer uso de la tabla 1 proporcionada por los fabricantes del termistor.

Termistor 120

100 f(x) = -24.89 ln(x) + 139.65 80

temperatura (ºC)

60

40

20

0 0

50

100

150

Resistencia (Kohm)

200

250

Por lo tanto…

t 73.11 71.15 68.76 64.81 59.97 55.33 48.93 42.09 34.56 24.44

aluminio dt dL 0.51 0.1 2.47 0.2 4.86 0.3 8.81 0.4 13.65 0.5 18.29 0.6 24.69 0.7 31.53 0.8 39.06 0.9 49.18 1

t inicial L inicial

704 mm

t 72.94 71.15 67.92 63.86 60.07 55.58 50.05

acero dt dL 0.68 0.05 2.47 0.1 5.7 0.15 9.76 0.2 13.55 0.25 18.04 0.3 23.57 0.35

73.62

44.22

29.4

t inicial L inicial

73.62 704 mm

0.4

t 70.53 67.92 65.06 61.84 58.42 54.44 50.32 45.75 40.86 35.47

cobre dt dL 2.24 0.05 4.85 0.1 7.71 0.15 10.93 0.2 14.35 0.25 18.33 0.3 22.45 0.35 27.02 0.4 31.91 0.45 37.3 0.5

t inicial 72.77 L 703 inicial mm -Aplicar la regresión lineal y graficar

Aluminio 1.2

1

f(x) = 0.02x + 0.2 R² = 0.96

0.8 f(x) = 0.02x Experimental dL

Linear (Experimental)

0.6

Ideal Linear (Ideal)

0.4

0.2

0 0

10

20

30 dt

40

50

60

Acero 0.45 0.4

f(x) = 0.01x + 0.07 R² = 0.98

0.35 0.3 Experimental 0.25 dL

Linear (Experimental)

f(x) = 0.01x + 0

Ideal

0.2

Linear (Ideal)

0.15 0.1 0.05 0 0

5

10

15

20 dt

25

30

35

Cobre 0.6

0.5

0.4

f(x) = 0.01x + 0.05 R² = 0.99 f(x) = 0.01x - 0 Experimental

dL

Linear (Experimental)

0.3

Ideal Linear (Ideal)

0.2

0.1

0 0

5

10

15

20 dt

25

30

35

40

2.2 VALIDACION DE LA HIPOTESIS

3.- DISCUSIÓN DEL EXPERIMENTO 1. ¿Por qué no tiene influencia la medida del diámetro de los tubos en el experimento? - por que la dilatación del diámetro del tubo es despreciable frente a la dilatación de la longitud del mismo. 2. ¿Cómo influye el espesor de los tubos en el experimento? ¿Qué sucede si se cambian los tubos del experimento por unos más robustos (mayor espesor)? - un efecto podría ser que estos tubos tardarían en calentar más y también en enfriarse, porque la masa aumentaría. Pero esto no impediría el buen resultado del experimento. 3. Si no se valido la ecuación de dilatación lineal, ¿podría mencionar algunas causas del error sistemático? - los errores sistemáticos en el experimento pueden ser la mala lectura de la resistencia que ofrece el termistor, al variar la temperatura muy rápido. También la mala operación del reloj comparador y el error de este al mover la mesa donde se ejecuta el experimento. 4. ¿es el termistor del tipo NTC o PTC?, ¿el comportamiento del termistor es lineal o exponencial? El termistor es del tipo NTC, por que la resistencia del termistor baja según aumenta la temperatura del tubo como se ve en la tabla del libro, o como se grafico anteriormente en el principio de este informe. 5. ¿Por qué el proceso de enfriamiento es más lento que el de calentamiento? - por que el tubo es calentado a través de este, con vapor de agua mientras que es enfriado solo por afuera con aire, se enfriaría más rápido si se hiciera pasar agua a través del tubo, o por lo menos una corriente de aire frio o a temperatura ambiente. 6. la dilatación lineal no presenta histéresis, cite algún fenómeno físico en el que si hay histéresis. - cuando se sobrepasa la capacidad de elongación de un resorte ya no vuelve a ser el de antes, en este fenómeno hay histéresis. 7. explique cómo se aplica la propiedad de dilatación lineal para construir termostatos bimetálicos. -un termostato bimetálico consiste en dos láminas de metal unidas, con diferente coeficiente de dilatación térmico. Cuando la temperatura cambia, la lámina cambia de forma actuando sobre unos contactos que cierran un circuito eléctrico.

Pueden ser normalmente abiertos o normalmente cerrados, cambiando su estado cuando la temperatura alcanza el nivel para el que son preparados.

8. Realice la conversión de los valores de los (alfa) en C-1 obtenidos en laboratorio a F-a y K-1

9. ¿encontró diferencia en el tiempo de respuesta entre un material u otro? Comente la influencia de la conductividad y calor específico del material -aluminio

Calor específico

Conductividad eléctrica

900 J/(K·kg)

37,7 × 106 S/m

-acero

-cobre

Calor específico

440 J/(K·kg)

Conductividad eléctrica

9,93·106 S/m

Calor específico

Conductividad eléctrica

385 J/(K·kg)

58,108 × 106 S/m

-El cobre se enfrió mas rápido, hecho corroborado por la teoría, ya que el cobre tiene menos calor especifico que el acero y el aluminio. Además en cobre es mejor conductor eléctrico que los demás. 10. ¿Por qué cree que las estructuras de hormigón armado no se fisuran por los cambios de temperatura? -por que el hormigón, al igual que el hierro y otros materiales también tiene un coeficiente de dilatación. Este no se fisura a no ser que haya un cambio muy brisco de temperatura.