COEFICIENTE DE DILATACIÓN CÚBICA DE LOS SÓLIDOS

COLEGIO “CÉSAR ANTONIO MOSQUERA”

ESPECIALIDAD FÍSICO MATEMÁTICO

INFORME DE LABORATORIO DE FÍSICA

PRÁCTICA No: 4 ASIGNATURA: Termología

NOMBRE: Ana lucia Arias Fuertes

CURSO:2^do de Bachillerato “Físico Matemático”

TEMA: Coeficiente de dilatación cúbica de los líquidos

FECHA: 2009-12-22

GRUPO No: 2

Temperatura y dilataciones de los cuerpos

OBJETIVO:

Definir el coeficiente de dilatación

Definir el coeficiente de dilatación cúbica β de los líquidos(la del agua)

ESQUEMA Y REFERENCIAS DE LOS DISPOSITIVOS:

1-Pie en forma de T

2- varilla de soporte

3- nuez

4- varilla con pinza,

5- plancha de fieltro

6-vaso de precipitados

7- matraz

8- tapón de goma(dos perforaciones

9- termómetro químico

10- tubo de vidrio de 45cm

11- olla eléctrica

12- tubo transparente

13- tubo de goma diámetro interno 6mm

14- lápiz graso

15-regla

16- glicerina

17.- probeta graduado, 50 ml

TEORÍA Y REALIZACIÓN:

TEORIA:

TEMPERATURA Y DILATACIÓN DE LOS CUERPOS

Los cambios de temperatura afectan el tamaño de los cuerpos, pues la mayoría de ellos se dilata al calentarse y se contrae si se enfría. Los gases se dilatan mucho más que los líquidos y estos más que los sólidos.

COEFICIENTE DE DILATACIÓN CÚBICA

Implica el aumento en las dimensiones de un cuerpo: ancho, largo y alto, lo que significa un incremento de volumen, por lo cual también se conoce como dilatación volumétrica.

Coeficiente de dilatación cúbica.- Es el incremento de volumen que experimenta un cuerpo de determinada sustancia, de volumen igual a la unidad, Al elevar su temperatura un grado Celsius. Este coeficiente se representa con la letra griega beta (β).

Por lo general, el coeficiente de dilatación cúbica se emplea para los líquidos. Sin embargo, si se conoce el coeficiente de dilatación lineal de un sólido, su coeficiente de dilatación cúbica será tres veces mayor: β = 3 α.

Por ejemplo: el coeficiente de dilatación lineal del hierro es 11.7 x 10 ^{-6 °} C^-1, por lo tanto su coeficiente de dilatación cúbica es 35.1 x 10^-6° C^-1. En el cuadro siguiente se dan algunos valores de coeficientes de dilatación cúbica para diferentes sustancias.

COEFICIENTES DE DILATACIÓN CÚBICA

Sustancia β (° C ^-1)

Hierro 35.1 x 10^-6

Aluminio 67.2 x 10^-6

Cobre 50.1 x 10^-

Acero 34.5 x 10^-6

Vidrio 21.9 x 10^-6

Mercurio 182 x 10^-6

Glicerina 485 x 10^-6

Alcohol etílico 746 x 10^-6

Petróleo 895 x 10^-6

Gases a 0° C 1/273

Al conocer el coeficiente de dilatación cúbica de una sustancia, se puede calcular el volumen que tendrá al variar su temperatura con la siguiente expresión:

V_f = V_o [1+ β (T_f-T_o)]

Donde V_f = volumen final determinado en metros cúbicos (m³).

V_o = volumen inicial expresado en metros cúbicos (m³).

β= coeficiente de dilatación cúbica determinado en ° C ^-1

Tf = Temperatura final determinado en grados Celsius.

T_o = Temperatura inicial determinado en grados Celsius.

1.- En el caso de sólidos huecos, la dilatación cúbica se calcula considerando al sólido como si estuviera lleno del mismo material, es decir como si fuera macizo.

2.- Para la dilatación cúbica de los líquidos debemos tomar en cuenta que cuando se ponen a calentar, también se calienta el recipiente que los contiene, el cual al dilatarse aumenta su capacidad. Por ello, el aumento real del volumen del líquido, será igual al incremento del volumen del líquido en el recipiente graduado.

REALIZACIÓN

1.- Llenamos el matraz totalmente con agua destilada y lo tapamos con un tapón por cuyos orificio hemos introducido previamente el tubo de vidrio y el termómetro (emplear glicerina).

2.- Cuidamos que no se quede ninguna burbuja del aire en el matraz, de que el extremo inferior del tubo no sobresalga del orificio del tapón y de que el bulbo del termómetro este en el centro de la zona esférica del matraz.

3.-A la temperatura ambiente la columna líquida debe sobresalir unos pocos cm por encima del tapón.

4.-Sujetamos el matraz con el termómetro y el tobo de vidrio como se indica en la figura, con la varilla de pinza, al soporte de forma que quede sumergido totalmente en el agua

5.-Añadimos al vaso de precipitados

6.- colocar este sobre la plancha de filtro.

7.-Tan pronto como se estabilice la temperatura t ₁ del agua del matraz (temperatura ambiente), la anotamos y marcamos la altura de la columna líquida en el tubo de virio con un lápiz graso.

8.-Calentamos el agua hasta conseguir una temperatura estabilizada en el matraz de unos 80⁰c.

9.-Desconectamos el calentador, anotamos la temperatura de t₂ y volvemos a marcar la altura alcanzada por el líquido.

10.- Calculamos la variación de volumen para lo cual medimos el diámetro interno del tubo de vidrio con un calibre el volumen inicial V del agua contenida en el matraz, a la temperatura t₁, lo medimos enfriando el agua a t₁, y luego empleando una probeta.

11.-Definimos lo que vamos a hacer en el experimento

12.-Repetimos el procedimiento para poder sacar las demás medidas y ver lo que pasa con el experimento

REGISTRO DE DATOS Y CÁLCULOS

TABLA DE VALORES

ALTURA(h)(1,2)	TEMPERATURA (T)(1,2)	DIÁMETRO INTERNO
1.5	37ºC	2.50
3.0	74ºC
TOTAL2.25	TOTAL 55.5ºC

β = . ∆T=T₁+T₂

β= . ∆T=37ºC+77ºC/2

β=0.02 ∆T=55.50ºC

A_O=2r ∆h=

A_O= (2)(1.25)(3.1516)(2.25) ∆h=

A_O= 17.7 ∆h=2.25

V_O=r²∆h

V_O= (3.1516)(1.25)²(2.25)

V_O=11.04

CUESTIONARIO Y CONCLUSIONES

CUESTIONARIO:

¿Qué es la temperatura?

Es el grado de calor de los cuerpos, la temperatura es medida con los termómetros

¿Qué es la dilatación?

Es el aumento de volumen de cualquier cuerpo por medio d la elevación de la temperatura

¿Cómo se define y a qué es igual?

Es el incremento de volumen que experimenta un cuerpo de determinada sustancia, de volumen igual a la unidad, Al elevar su temperatura un grado Celsius a la menos uno (1/c°) o (c°^-1)

¿Cómo afecta los cambios de la temperatura en los cuerpos?

Al aumentar la temperatura los cuerpos se dilatan en todas sus dimensiones y se contraen cuando se merma su temperatura es decir vuelven a su estado normal.

CONCLUSIÓN:

Como vimos en el experimento nos permite determinar que por medio de la elevación de la temperatura se dilatan todos los cuerpos, también nos permite comprender que tanto la temperatura y la dilatación están en combinación.

También nos permiten saber que el aumento real del volumen del líquido, será igual al incremento del volumen del líquido en el recipiente graduado.