Actividad 1: Dilatación Térmica
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Questions and Answers

¿Qué fenómeno ocurre cuando un sólido recibe energía en forma de calor?

  • Se contrae
  • Cambia de estado
  • Aumenta su densidad
  • Absorbe, transmite y se expande (correct)

    • ¿Cuál es la relación entre la temperatura y la vibración de los átomos en un material?

  • A mayor temperatura, mayor vibración atómica (correct)
  • A mayor temperatura, menor vibración atómica
  • A menor temperatura, mayor vibración atómica
  • A mayor temperatura, igual vibración atómica

    • ¿Qué representa el coeficiente de dilatación térmica?

  • El cambio dimensional por unidad de longitud y por grado de temperatura (correct)
  • La capacidad calorífica del material
  • La cantidad de calor absorbido por el material
  • La conductividad térmica del material

    • ¿Cuál es la fórmula correcta para calcular el cambio de longitud de un material debido a la dilatación térmica?

    <p>$dL = a imes L imes dT$</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué equipo se utiliza para determinar experimentalmente el coeficiente de dilatación térmica?

    <p>Dilatómetro</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué ocurre con la distancia interatómica d0 cuando aumenta la temperatura de un sólido?

    <p>Aumenta</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué propiedad característica del material está relacionada con su capacidad para absorber calor?

    <p>Capacidad calorífica</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué relación existe entre el coeficiente de dilatación térmica y el cambio dimensional del material?

    <p>A mayor coeficiente, mayor cambio dimensional</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la temperatura máxima aconsejada para realizar una medición sin riesgos?

    <p>100ºC</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué precauciones deben tomarse al manejar resistencias y probetas?

    <p>Usar guantes antitérmicos y pinzas</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de las siguientes propiedades de los materiales se ve afectada por la temperatura?

    <p>Conductividad térmica</p> Signup and view all the answers

    Al calcular el coeficiente de dilatación lineal de un material, ¿qué información se necesita?

    <p>Deformación y incremento de temperatura</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué se debe hacer para determinar la correlación entre el punto de fusión y el coeficiente de dilatación?

    <p>Buscar valores en diferentes materiales y representarlos gráficamente</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué efecto tiene la energía en forma de calor sobre un material sólido?

    <p>Se expande, absorbe y transmite calor</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué materiales se mencionan para determinar el coeficiente de dilatación?

    <p>Cobre, acero y aluminio</p> Signup and view all the answers

    ¿Por qué es importante considerar la temperatura al seleccionar un material?

    <p>Puede modificar las propiedades mecánicas y eléctricas</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el primer paso que se debe realizar al iniciar el ensayo de dilatación?

    <p>Medir la longitud inicial de la barra de material (L0).</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué se debe hacer con el reloj comparador antes de iniciar la medición?

    <p>Verificar que la aguja está horizontal o un poco inclinada hacia abajo.</p> Signup and view all the answers

    Durante el calentamiento, ¿cada cuánto tiempo se deben tomar las medidas de temperatura y dilatación?

    <p>Cada 10ºC.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué acción se debe realizar si la aguja del reloj comparador no hace contacto con la probeta?

    <p>Desplazar el comparador aflojando la tuerca que lo une al eje de soporte.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es el objetivo de calentar el material hasta alcanzar 90ºC?

    <p>Para evaluar el coeficiente de dilatación lineal.</p> Signup and view all the answers

    ¿Por qué es importante apagar la resistencia unos grados antes de alcanzar los 90ºC?

    <p>Debido a la inercia térmica del sistema.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué se debe hacer con los cables de alimentación al empezar el ensayo?

    <p>Conectarlos a la resistencia mediante los conectores rojo y negro inferiores.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué se debe realizar después de asegurar que la aguja del reloj comparador toca la probeta?

    <p>Ajustar el dial para que marque cero.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué parámetro es importante considerar antes de registrar los resultados del ensayo de conductividad?

    <p>La temperatura debe estar estabilizada</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo se describe la relación entre conductividad térmica y eléctrica en metales?

    <p>Tienden a estar relacionadas debido a la naturaleza del material.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de los siguientes materiales es considerado un buen conductor térmico?

    <p>Aluminio</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué se debe considerar al comparar la conductividad entre el cobre y el latón?

    <p>La presencia de aleantes en el latón afecta su conductividad.</p> Signup and view all the answers

    ¿Por qué se interesa que los materiales aislantes sean porosos?

    <p>La estructura porosa permite atrapar aire, mejorando el aislamiento.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué propiedad característica del material determina la velocidad a la que se transmite el calor?

    <p>Conductividad térmica</p> Signup and view all the answers

    La cantidad de energía transmitida en un material metálico depende principalmente de:

    <p>La cantidad de electrones excitados y su movilidad</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la ecuación fundamental que regula el flujo de calor a través de un material?

    <p>$Q = -k rac{dT}{dx}$</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué sucede en un material no metálico en términos de transmisión de energía?

    <p>Transmite energía mediante vibraciones elásticas de la red</p> Signup and view all the answers

    Para comenzar el procedimiento de medición, ¿qué se debe aplicar en cada extremo de la probeta?

    <p>Una pequeña gota de pasta conductora</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipo de equipo se utilizará para medir la conductividad térmica?

    <p>Un equipo de medición GUNT WL420</p> Signup and view all the answers

    ¿Cómo se caracteriza la conductividad térmica en los materiales metálicos?

    <p>Por el movimiento de los electrones excitados</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué se debe hacer antes de presionar el botón 'Tare' en el software?

    <p>Estabilizar las temperaturas de los termopares.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál es la separación recomendada para probetas cortas en milímetros?

    <p>20 mm</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué tipo de material requiere mayores valores de potencia de calentamiento?

    <p>Materiales con alta conductividad térmica.</p> Signup and view all the answers

    ¿Cuál de los siguientes es un parámetro importante mostrado en la pantalla del ensayo?

    <p>La potencia de calentamiento.</p> Signup and view all the answers

    Al iniciar el programa 'WL420 - Conductividad', ¿dónde se encuentra este software?

    <p>En la carpeta 'Conductividad' del escritorio.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué se recomienda hacer con los valores de potencia en la práctica?

    <p>Modificar levemente para centrar las temperaturas.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué herramienta se utiliza para observar la evolución de los parámetros en tiempo real?

    <p>Una gráfica en tiempo real.</p> Signup and view all the answers

    ¿Qué valor de potencia de calentamiento se recomienda para el acero C?

    <p>50%</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Actividad 1: Dilatación Térmica

    • La temperatura afecta las propiedades de los materiales (mecánicas, eléctricas y magnéticas).
    • Al calentar un sólido, éste absorbe calor, lo transmite y se expande.
    • La capacidad calorífica, conductividad térmica y coeficiente de dilatación son las propiedades del material que determinan estos fenómenos.
    • La dilatación se debe al aumento de la vibración atómica alrededor de su posición de equilibrio, que genera una mayor distancia interatómica.
    • El cambio de longitud (dL) por unidad de longitud y por grado centígrado de temperatura (dT) se calcula con la fórmula: dL = α * L * dT, siendo α el coeficiente de expansión térmica.
    • El coeficiente de expansión térmica se determina experimentalmente con un dilatómetro.
    • El procedimiento experimental implica medir la longitud inicial de la barra (L₀), colocarla en una de las resistencias tubulares del dilatómetro, asegurarse de que la barra esté en contacto con la base y medir las variaciones en la longitud (L) conforme se eleva la temperatura.
    • Se deben registrar los valores de temperatura y dilatación con intervalos de aproximadamente 10°C.
    • El equipo utilizado para el experimento es un dilatómetro, que permite realizar mediciones de dilatación.

    Actividad 2: Conductividad Térmica

    • La conductividad térmica (k o λ) describe la velocidad a la que el calor se transmite a través de un material. Es importante en aplicaciones que involucran transferencia de calor, como en la solidificación de moldes, intercambiadores de calor y pantallas aislantes.
    • La conducción térmica en metales depende principalmente de los electrones excitados y su movilidad.
    • En materiales no metálicos, la transmisión de energía es a través de las vibraciones de la red.
    • El experimento se realiza con un equipo de medición (GUNT WL420) que aplica calor a un extremo de una probeta mientras se enfría el extremo opuesto hasta alcanzar el estado estacionario, para determinar la conductividad térmica.
    • En la práctica, se mide la longitud, la diferencia de temperatura y el flujo de calor para calcular la conductividad térmica de los materiales (aluminio, cobre y latón).
    • El experimento se debe realizar usando un programa específico para el equipo WL420 y anotando los valores y parámetros.

    Informe de Práctica (General)

    • El informe incluye tablas de datos con valores como la temperatura, longitud y conductividad térmica.

    • Se sugiere la representación gráfica de los datos (deformación vs. incremento de temperatura), para visualizar mejor las relaciones.

    • Se debe calcular el coeficiente de dilatación lineal.

    • Además de la conductividad térmica, se debe analizar la conductividad eléctrica de los materiales y su correlación.

    • Se deben incluir ejemplos de aplicaciones donde la conductividad térmica y la dilatación térmica son significativas.

    • Se debe discutir la relación entre las conductividades térmica y eléctrica, y cómo la naturaleza del material influye en estos valores. (Análisis de resultados)

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    Práctica 8. Propiedades Térmicas PDF

    Description

    Esta actividad explora cómo la temperatura afecta las propiedades de los materiales, específicamente en la dilatación térmica. Se analizarán las fórmulas involucradas y se realizará un experimento para medir la dilatación de un sólido. Adicionalmente, se debatirán los resultados y la importancia del coeficiente de expansión térmica.

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