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Coeficiente Dilatación Lineal. Pag.
1.
EXPERIMENTO Nº 7:
2.
OBJETIVO
1
COEFICIENTE DE DILATACIÓN LINEAL
Determinar el coeficiente de dilatación lineal de diferentes materiales: Aluminio, vidrio y
cobre.
3.
TEORÍA
Por efecto de la variación de la temperatura, el volumen de los cuerpos se contrae o
expande. A estos cambios en los cuerpos por acción de la temperatura se denomina
DILATACIÓN TÉRMICA.
En general, el aumento en el tamaño de un cuerpo es tridimensional. Sin embargo debido
a la forma particular de un cuerpo en ciertos casos sólo se considera el aumento en una
dimensión (p.ej alambres delgados), ó en dos dimensiones (p.ej láminas delgadas).
Cuando se considera sólo la dilatación en una dimensión se dice DILATACIÓN LINEAL,
cuando es en dos dimensiones se dice DILATACIÓN SUPERFICIAL y cuando es en tres
dimensiones se dice DILATACIÓN VOLUMÉTRICA.
Para el análisis cuantitativo de la dilatación de un cuerpo, es necesario definir el
COEFICIENTE DE DILATACIÓN que puede ser lineal, superficial o volumétrico, según
sea el caso.
Se define como el coeficiente medio de dilatación lineal para un intervalo de temperatura
T al cociente entre la variación relativa de longitud y la variación de la temperatura
cuando la presión es constante.
L / Lo
=
….. ( 1 )
L = Lo ( 1 +  T ) …… ( 2 )
T
Así por ejemplo, si una varilla tiene una longitud de 1m a la temperatura de 22°C y al
calentarlo hasta 23°C su nueva longitud es de 1,002m, el coeficiente de dilatación lineal
de la varilla será  = 0,002/°C.
4.
EQUIPO
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01 Base de madera
01 Matraz de 250ml. con un tapón horadado
01 Regla graduada de madera. 1m
03 Tubos: Aluminio, vidrio y cobre de 75cm.
01 Mechero de vidrio
01 Pie de rey
01 Transportador
01 Base de fierro en forma de A
01 Varilla de 75cm x ½”
01 Nuez de Fe
01 Pinza para matraz de Fe
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5.
2
PROCEDIMIENTO
a) Disponga de los equipos tal como se muestra en la fig. 1.
Diámetro de la Aguja D = ......................
Fig. 1.
Al observar la figura, notamos que la varilla tiene un punto fijo bajo la pinza; y al otro
extremo un punto libre apoyado sobre la aguja. Esta aguja puede girar debido a la
dilatación de la varilla.
La variación de la temperatura se considera entre la temperatura del medio ambiente
(laboratorio) y 100°C pues esta última es la temperatura del vapor de agua que pasa por el
tubo.
El ángulo  que gira la aguja de diámetro D, se mide fácilmente; y a partir del valor
obtenido se calcula la dilatación de la varilla. Para el cálculo se debe tener en cuenta que el
eje de la aguja no se mantiene fijo, sino que se traslada mientras gira; luego la dilatación
de la varilla será:
L =D  (demostrar esta relación)
b)
c)
d)
e)
Mida la longitud inicial del tubo entre sus puntos de apoyo (Li)
Haga hervir el agua en el matraz
Cuando el vapor pase por el tubo, observe el giro del disco del cartón.
Una vez que ha cesado la dilatación, mida el ángulo (  ) que ha girado el disco.
Esta medición permitirá determinar el giro de la aguja y por lo tanto la dilatación del
tubo.
f) Repita el mismo procedimiento para cada tubo y material, dos veces y anote en la
tabla 1
g) Debe enfriar cada tubo al repetir el proceso.
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6.
3
OBTENCIÓN DE DATOS
Tinicial = ______
Tfinal = ______
Tabla I
I
Li
 (º)  (rad)
II
L

Li
 (º)
 (rad)
Prom.
L


Aluminio
Cobre
Vidrio
7.
CÁLCULOS Y RESULTADOS
Determine los valores del coeficiente de dilatación lineal promedio para cada uno de los
materiales utilizados.
Compare estos valores experimentales promedio con los valores dados en las Tablas de
los textos (son referenciales).
TABLA II
Valor Prom. Exp. (0C-1)
Valor Tablas(0C-1)
Aluminio
Cobre
Vidrio
8. PREGUNTAS. (5 PUNTOS)
9. CONCLUSIONES Y OBSERVACIONES
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