Dilatación Termica

Introducción:

Recordemos que la termodinámica es la rama de la física que hace foco en el estudio de los vínculos existentes entre el calor y las demás variedades de energía o bien sea la que describe los estados de equilibrio a nivel macroscópico.

El objetivo principial de este experimento es identificar la problemática ambiental que se vive en Montelibano, Córdoba, por lo que realizaremos un experimento con sus respectiva gráfica, observaciones y su conclusión, con lo cual podemos buscar soluciones a largo y corto plazo para disminuir el impacto ambiental que se esta viviendo. Para lo anterior, pondremos a prueba la dilatación lineal de un alambre de cobre cuando es sometido al calentamiento.

DILATACIÓN LINEAL:

La imagen nos muestra como un objeto se elongo después de cierto tiempo,

Obteniendo así, una temperatura inicial y una final.

La Dilatación Lineal es aquella en la cual predomina la variación en una única dimensión, o sea, en el ancho, largo o altura del cuerpo. Ésta nos habla sobre temperatura y calor, conceptos claves para entender este fenómeno.

-La Temperatura es la medida del calor o energía térmica de las partículas en una sustancia.

-El Calor es la sensación que se experimenta al entrar en contacto con un cuerpo caliente o al estar en un ambiente caliente.

FÓRMULA

En la anterior ecuación tenemos: Delta de L = La diferencia de longitudes (lo que se dilato el objeto),

Alfa= El coeficiente de dilatación, Longitud inicial= La medida original del objeto,

Delta de T= Cambio o variación en la temperatura.

---

Experimento:

Este experimento consiste en poner un alambre de cobre en un lugar donde el sol llegue de forma directa, a una determinada hora, y después de transcurrir cierto tiempo (5 horas), medir su longitud final y compararla con la inicial para afirmar si se dilato o no. Además, analizaremos las condiciones ambientales en Montelibano para ver si influyo en el cambio de longitud.

Durante el experimento nos encontraremos con conceptos importantes como: Coeficiente de Dilatación, Presión Atmosférica, Temperatura, Calor, Dióxido de Carbono, Gases de Efecto Invernadero.

Materiales:

-Alambre de Cobre

-Calibrador

-Termómetro

GRÁFICA:

Observaciones:

1. Primero que todo, en este experimento pudimos apreciar la dilatación lineal del alambre de cobre, es decir, cuanto se elongó. Además, es evidencia de la relación lineal entre temperatura y la variación de la longitud.

2. Debido a que es un experimento, los datos que se recolectaron no son precisos; tienen margenes de error e incertidumbre.

3. Por lo general, la energía solar es reflejada hacia el espacio, pero por consecuencias de la emisión de gases tóxicos o comúnmente llamados: Gases de Efecto Invernadero (GEI) que van hacia la atmósfera, la energía solar queda en la tierra, aumentando su temperatura.

4. Entre los gases de efecto invernadero encontramos los 4 principales: Vapor de Agua, Dióxido de Carbono, Metano, Oxido Nitroso y los Clorofluorocarbones.

-Dichos gases son ejemplos de la vida cotidiana. El vapor de agua tiene una relación directa con la temperatura, debido a que a mayor temperatura de la atmósfera, mas vapor, mas nubes y mas precipitaciones.

-El CO2 se libera en procesos naturales como la respiración y en erupciones volcánicas y a través de actividades humanas como la deforestación, ademas de la quema de combustibles fósiles.

-El Metano incluye la descomposición de rellenos sanitarios, la agricultura y el manejo de desechos de ganado y animales de producción.

-El Oxido Nitroso se produce principalmente a través del uso de fertilizantes comerciales y orgánicos.

-Los Clorofluorocarbones son compuestos sintéticos de origen industrial.

Éstos anteriores son gases que afectan directamente la capa de ozono, produciendo una mayor temperatura e impactando ambientalmente la zona tanto rural como urbana de Montelibano.

5. Sabemos que la dilatación térmica es un aumento determinado de materia cuando ésta recoge el calor del ambiente en el que esta inmerso. Cuando algún material, en este caso el alambre de cobre, absorbe calor, esta provocando que las partículas se muevan mas rápido por lo que necesitan expandirse (proceso contrario a cuando se enfria un objeto; sus partículas tienden a compactarse), y a este proceso de expansion entre las moleculas se le llama el coeficiente de dilatacion. en las partículas se mueven más deprisa, por lo que necesitan más espacio para desplazarse. Es por ello que el cuerpo necesita aumentar su volumen.

6. El calor afecta negativamente el entorno global de Montelibano, puesto que es de una temperatura elevada que inciden en efectos secundarios en la naturaleza.

Conclusión:

El objetivo principal de este experimento era ver la dilatación lineal de un objeto y con esos datos, relacionarlo con el impacto ambiental que se esta viviendo en Montelibano.

Tenemos que hablar de un termino importante en todo el tema de la Termodinámica y se trata de la entropia. Este concepto es la razón incremental entre un incremento de energía interna frente a un incremento de temperatura del sistema. Entonces si sabemos la definición de entropía, tambien sabemos como relacionar el elongamiento del alambre con la temperatura de Montelibano, ya que el alambre seria la energía interna y el ambiente de Montelibano seria la temperatura del sistema.

Las temperaturas de Montelibano Oscilan entre 30°C y 45°C durante los días que se dejo el alambre de cobre a campo abierto y en esos días hubo una dilatación lineal del objeto.