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UNIVERSIDAD NACIONAL
JULIAC A DE JULIACA
Creada por Ley N°29074
LABORATORIO DE FÍSICA UNAJ
Laboratorio N° 1 DILATACION VOLUMETRICA DE CUERPOS SOLIDOS Y LIQUIDOS I. OBJETIVO
Observar el comportamiento de los fluidos al cambio de temperatura. Observar el comportamiento del vaso precipitado al cambio cambio de temperatura. temperatura. Calcular el coeficiente de dilatación térmica del agua.
II. EQUIPOS Y MATERIALES
Un termómetro 01 balanza 01 vaso precipitado Soporte universal Rejilla de asbesto Mechero Alcohol Vernier Regla
III.INTRODUCCION III. INTRODUCCION Todos los cuerpos en mayor o menor medida, cuando experimenta un cambio de temperatura se dilatan (cambian sus dimensiones geométricas). Este fenómeno juega un papel importante en un gran número de aplicaciones ingenieriles. Ejemplo: construcción de edificios, carreteras, carreteras, vías férreas. Se denomina coeficiente de dilatación al cociente que mide el cambio relativo de longitud de longitud o volumen que se produce cuando un cuerpo sólido o un fluido dentro de un recipiente experimenta experimenta un cambio de temperatura de temperatura que lleva consigo una dilatación una dilatación térmica. GASES Y LIQUIDOS: En gases y líquidos es más común usar el coeficiente de dilatación volumétrico o que viene dado por la expresión:
V
d ln V dT
1 V
V T
CALOR : Fenómeno físico que eleva la temperatura y dilata, funde, volatiliza o descompone un cuerpo. El calor de un cuerpo es la suma de la energía cinética de todas sus moléculas. El tema calor constituye la rama de la Física que se ocupa de los movimientos de las moléculas, moléculas, ya sean de un gas, un líquido o un sólido. Al aplicar calor a un cuerpo, éste aumenta su energía. Pero existe una diferencia sustancial entre la energía térmica que posee un cuerpo y su temperatura. ANILLO DE GRAVESANDE
Se usa para medir la dilatación volumétrica. La dilatación de la esfera se hace evidente ya que no puede pasar nuevamente por el anillo.
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LABORATORIO DE FÍSICA UNAJ DESCRIPCION:
Este aparato se encuentra compuesto por una esfera metálica suspendida de un soporte. En el mismo soporte se encuentra sujeto un anillo por el cual la esfera, por sus dimensiones a temperatura ambiente, puede pasar sin dificultad. Por otro lado, por debajo de la esfera se encuentra una lámpara de alcohol. Debido al calor que proviene de la lámpara, la esfera aumenta su volumen -se dilata- haciéndose esto evidente porque ya no puede pasar por el anillo. USOS:
Willem Jacob's Gravesande (1688-1742), profesor de matemática y astronomía en la Universidad de Leiden, diseñó este dispositivo con el fin de mostrar, de una manera sencilla, la dilatación en volumen de los sólidos. La dilatación cubica es el aumento de volumen que experimenta un sólido al elevar su temperatura. Por ello cuando se diseñan grandes estructuras, como edificios, puentes, etc. es necesario tener en consideración la dilatación y contracción que experimentaran cuando varíe su temperatura. Algunos puentes son aproximadamente 1 m más largos en verano que en invierno. Si este hecho no se tuviera en cuenta, la acción de las fuerzas de dilatación haría que el puente se combara.
IV. PROCEDIMIENTO
Monte el equipo tal como muestra el diseño experimental de la fotografía. Coloque el termómetro en el vaso de precipitado de 150ml. Caliente el agua con una llama baja.
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LABORATORIO DE FÍSICA UNAJ V. ANALISIS DE RESULTADOS PROCEDIMIENTO 1 Tome medidas de los diámetros del anillo de gravesande en dos tiempos complete la siguiente Tabla: Tiempo
Tiempo
Diámetro
Diámetro
inicial
final
inicial
final
Temperatura Temperatura inicial
final
PROCEDIMIENTO 2 Dimensiones iniciales y finales: Con la ayuda de la balanza electrónica determine la masa inicial y final del recipiente con agua. Con la regla y el vernier determine las dimensiones iniciales y finales del vaso precipitado.
TABLA I ALTURA
DIAMETRO
MASA
=
=
=
=
=
=
5.2. Coeficiente de dilatación volumétrica del agua Temperatura inicial del agua: 0 = _________________ Volumen inicial del agua: 0 = _____________________
TABLA I. TOMA DE DATOS
(°)
∆(°)
∆()
(. . )
VI. CUESTIONARIO 1.
Calcule el coeficiente de dilatación de del anillo de Gravesande de cada proceso
2.
Compare y halle el error relativo porcentual con el material de Bronce
3.
Mencione las fuentes de error sobre los cálculos de la pregunta anterior
4.
¿Cómo es el volumen de la sustancia conforme se aumenta su temperatura?
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¿Cómo es, entonces, su densidad conforme se incrementa su temperatura? Argumente la respuesta.
6. ¿Cómo es el error porcentual obtenido en la medición del coeficiente de dilatación volumétrica de la sustancia? ¿Cuáles consideras que fueron las principales fuentes de error? Sea claro y concreto al mencionar las fuentes de error. 7. Identifique y explique a qué se deben los errores cometidos en este experimento. 8. Calcule el coeficiente de volumétrica del agua a temperatura inicial To con los valores correspondientes a 40°C. 9. En el caso del agua el valor aproximado es de 5.10-4 ºC-1. Calcular el error relativo porcentual, considerando este último valor como verdadero. 10. Calcular el valor del coeficiente de dilatación volumétrica del agua. (TABLA II) 11. Calcule el coeficiente de dilatación del vidrio 12. Calcule el error relativo porcentual con el coeficiente del vidrio
VII. CONCUSIONES Y SUGERENCIAS VIII. BIBLIOGRAFIA
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