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1. ESCUELA COLOMBIANA DE INGENIERÍA JULIO GARAVITO
LABORATORIO DE MATERIALES
PROFESOR NORBERTO CHACON
FECHA DE ENTREGA 3 DE FEBRERO DEL 2016
NAREM STEPHEN MENDIVELSO BEJARANO– 2107589
LUIS CARLOS MONROY LAVERDE – 2106018
DILATOMETRO
1. INTRODUCCIÓN
La prácticade dilatación se realizaconunasprobetasde material desconocidoydiferentes,alos
cualesse le tomanlas medidasolasdimensiones,paraasícompararlocon las dimensiones
tomadascon el comprador de caratula enel transcursode lapráctica y medirla dilación enel
cazo cuando se calientalaprobeta,ycomo se contrae cuandose en fría la probeta.
Esto esmuy importante paralavidade ingenieromecánico,porqueasílograra sabersi el material
que escogióesbuenoparael diseñode sumáquina,elemento,herramienta,etc.
1.1MARCO TEORICO
En todo tipode material haycambiosfísicoscuandohay variacionesenlosfactoresque definen
dichomaterial.Todomaterial solidoal someterse acambiosde temperaturayaseaa una
temperaturacaliente ounatemperaturafría,va a cambiaren su formafísicao ensu estructura.
En losmaterialesencontramosaumentode lasdimensionescuandose le aumentalatemperatura,
estapropi3edadse relacionaconla energíade enlace yel tipode enlace que tiene cadamaterial,
segúnestosenlacesescomosabemosque tal essu coeficiente de dilataciónocomoesel
aumentoodisminuciónde susmedidas.

2. FORMULAS A USAR:
Coeficiente de dilatación:
[ecua. 1]
𝛼 =
1
𝐿
∗
𝑑𝐿
𝑑𝑇
Lf : longitud final del al termino del experimento
L°: Longitud inicial de la contracción
Hallar el coeficiente de determinación:
[ecua. 2]
𝑹 𝟐 = (
𝑵∑ 𝑿𝒀 − (∑ 𝑿)(∑ 𝒀)
√𝑵∑ 𝑿 𝟐 − (∑ 𝑿) 𝟐 𝒙√𝑵∑ 𝒀 𝟐 − (∑ 𝒀) 𝟐
)
OBJETIVO:
Hallarel coeficiente de expansiónde cadamaterial enfuncióndel cambiode temperaturayluego
con ellohaceruna aproximaciónasucoeficientede dilatación.
2. MATERIALES Y MÉTODOS
DILATOMETRO
Es la herramientaque nosdejamedircomocambianlasdimensionesde uncuerpoal incrementar
o disminuirlatemperatura. Figura.1
Figura.1

3. HORNO
Con estaherramientapodemosaumentarlatemperaturade uncuerpoenpocotiempo.Figura.2
Figura. 2
INDICADOR DE CARATULA
Instrumentoconel cual podemosmedirlacontraccióno ladilataciónlongitudinalamedidaque la
temperaturaaumentaodisminuye, laprecisiónde este instrumentoesde 0.01mmmilímetros.
Figura.3

4. Figura. 3
TERMOMETRO DIGITAL
Instrumentoconel que se mide latemperatura.Esosdatoslostomamosen grados centígrados
(°C),tiene unatermocúpulaal cual se introduce enel cuerpoa medirsu temperatura, este aparato
tiene unaprecisiónde ±2.Figura.4
Figura. 4
PROBETAS
Son materialessolidos desconocidos conloscualeshacemoslaprácticadel laboratorio ymedimos
su dilataciónysucontracción. Figura.5
Figura. 5

5. PROCEDIMIENTODILATACIÓN
Es coger lasprobetasde materialesdiferentes pararealizarel experimento de dilatación y contracción
Encender la termocúpula
Introducir la probeta en el dilatómetro
Tomar con el calibrador las correspondientes medidas de las probetas con las que se va a hacer el
experimento
Tomar la temperatura inicial o temperatura mínima que registra el termómetro digital.
Empezar a tomar la temperatura cada °5 grados centígrados hasta obtener 25 datos
Ajustar y calibrar el comparador de caratula
Encender el termómetro digital y conectar la termocúpula con la probeta
PROCEDIMIENTO

6. Retirar con las pinzas las probetas que previamente estaban en el horno
Introducir la probeta en el dilatómetro
Ajustar y calibrar el comparador de caratula
CONTRACCIÓN
PROCEDIMIENTO
Tomar la temperatura máxima que registra el termómetro digital y tomar los datos cada °5 grados,
tomar hasta tener 25 datos
Encender el termómetro y conectar la termocúpula en la probeta

7. 3. RESULTADOS Y ANÁLISIS
3.1 Datos Obtenidos
Probeta# 1
Dilatación Longitud(mm) Diámetro(mm) Temperaturainicial(°C)
Temperatura
final(°C)
ProbetaAmarilla 214mm 9,49mm 40°C 165°C
No. TEMPERATURA(°C) LONGITUD (mm)
0 40 °C 0mm
1 45 °C 0,05mm
2 50°C 0,08mm
3 55°C 0,12mm
4 60°C 0,15mm
5 65°C 0,17mm
6 70°C 0,20mm
7 75°C 0,23mm
8 80°C 0,25mm
9 85°C 0,27mm
10 90°C 0,29mm
11 95°C 0,31mm
12 100°C 0,33mm
13 105°C 0,35mm
14 110°C 0,37mm
15 115°C 0,40mm
16 120°C 0,41mm
17 125°C 0,43mm
18 130°C 0,45mm
19 135°C 0,47mm
20 140°C 0,49mm
21 145°C 0,51mm
22 150°C 0,54mm
23 155°C 0,57mm
24 160°C 0,60mm
25 165°C 0,65mm

8. Probeta# 2
No. TEMPERATURA(°C)
LONGITUD
(mm)
0 50°C 0mm
1 55°C 0,04mm
2 60°C 0,06mm
3 65°C 0,12mm
4 70°C 0,15mm
5 75°C 0,19mm
6 80°C 0,22mm
7 85°C 0,24mm
8 90°C 0,28mm
9 95°C 0,33mm
10 100°C 0,36mm
11 105°C 0,39mm
12 110°C 0,42mm
13 115°C 0,45mm
14 120°C 0,49mm
15 125°C 0,52mm
16 130°C 0,55mm
17 135°C 0,58mm
18 140°C 0,61mm
19 145°C 0,65mm
20 150°C 0,68mm
21 155°c 0,71mm
22 160°C 0,74mm
23 165°C 0,77mm
24 170°C 0,79mm
25 175°C 0,81mm
Dilatación Longitud(mm) Diámetro(mm) Temperaturainicial(°C) Temperaturafinal(°C)
ProbetaGris 214mm 12,58mm 50°C 175°C

9. Probeta# 3
Contracción Longitud(mm) Diámetro(mm) Temperaturainicial(°C) Temperaturafinal(°C)
ProbetaGris 141.42mm 12,69mm 145°C 20°C
No. TEMPERATURA(°C) LONGITUD (mm)
0 145°C 0mm
1 140°C 0,03mm
2 135°C 0,05mm
3 130°C 0,08mm
4 125°C 0,10mm
5 120°C 0,12mm
6 115°C 0,13mm
7 110°C 0,17mm
8 105°C 0,19mm
9 100°C 0,20mm
10 95°C 0,23mm
11 90°C 0,25mm
12 85°C 0,27mm
13 80°C 0,29mm
14 75°C 0,31mm
15 70°C 0,33mm
16 65°C 0,35mm
17 60°C 0,37mm
18 55°C 0,40mm
19 50°C 0,42mm
20 45 °C 0,44mm
21 40 °C 0,46mm
22 35°C 0,48mm
23 30°C 0,50mm
24 25°C 0,52mm
25 20°C 0,53mm

10. Probeta# 4
contracción Longitud(mm) Diámetro(mm) Temperaturainicial(°C)
Temperatura
final(°C)
ProbetaAmarilla 144,77mm 12,69mm 180°C 55°C
No. TEMPERATURA(°C) LONGITUD (mm)
0 180°C 0mm
1 175°C 0,02mm
2 170°C 0,03mm
3 165°C 0,05mm
4 160°C 0,06mm
5 155°C 0,07mm
6 150°C 0,09mm
7 145°C 0,11mm
8 140°C 0,13mm
9 135°C 0,14mm
10 130°C 0,16mm
11 125°C 0,18mm
12 120°C 0,20mm
13 115°C 0,22mm
14 110°C 0,23mm
15 105°C 0,25mm
16 100°C 0,26mm
17 95°C 0,28mm
18 90°C 0,30mm
19 85°C 0,32mm
20 80°C 0,33mm
21 75°C 0,35mm
22 70°C 0,37mm
23 65°C 0,38mm
24 60°C 0,40mm
25 55°C 0,41mm

11. Probeta#1 (dilatación)
Lf = 214mm + 0.65mm =214.65mm
Li= 214mm
Tf= 165 °C
Ti= 40°C
𝛼 =
𝐿 𝑓−𝐿 𝑖
𝐿 𝑖(𝑇 𝑓−𝑇𝑖)
=
214.65𝑚𝑚−214𝑚𝑚
214𝑚𝑚(165°𝐶−40°𝐶)
= 2.429𝑥10−5
𝐶−1
= 2.429𝑥10−6
R²=0.99132(Calculado porexcel)
Probeta# 2 (dilatación)
Lf = 214mm + 0.81mm =214.81mm
Li= 214mm
Tf= 175 °C
Ti= 50°C
𝛼 =
𝐿 𝑓−𝐿 𝑖
𝐿 𝑖(𝑇 𝑓−𝑇𝑖)
=
214.81𝑚𝑚−214𝑚𝑚
214𝑚𝑚(175°𝐶−50°𝐶)
= 3.028𝑥10−5
𝐶−1
= 3.028𝑥10−6
R²=0.99789(Calculado porexcel)
Probeta# 3 (contracción)
Lf = 141.42mm
Li= 141.42mm +0.53mm =141.95mm
Tf= 20 °C
Ti= 145°C
𝛼 =
𝐿 𝑓−𝐿 𝑖
𝐿 𝑖(𝑇 𝑓−𝑇𝑖)
=
141.42𝑚𝑚−141.95𝑚𝑚
141.95𝑚𝑚(20°𝐶−145°𝐶)
= 2.986𝑥10−5
𝐶−1
= 2.986𝑥10−6

12. R²=0.99883(Calculado porexcel)
Probeta# 4 (contracción)
Lf = 144.77mm
Li= 144.77mm +0.41mm =145.18mm
Tf= 55 °C
Ti= 180°C
𝛼 =
𝐿 𝑓−𝐿 𝑖
𝐿 𝑖(𝑇 𝑓−𝑇𝑖)
=
144.77𝑚𝑚−145.18𝑚𝑚
145.18𝑚𝑚(55°𝐶−180°𝐶)
= 2.259𝑥10−5
𝐶−1
= 2.259𝑥10−6
R²=0.99886(Calculado porexcel)
Probeta#1 (dilatación)
y = 0.0046x - 0.1379
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180
Longitud(mm) vs Temperatura(°C)

13. Probeta# 2 (dilatación)
Probeta# 3 (contracción)
y = 0.0066x - 0.3103
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
Longitud vs Temperatura
y = -0.0043x + 0.6283
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0 20 40 60 80 100 120 140 160
Longitud(mm) vs Temperatura(°C)

14. Probeta# 4 (contracción)
3.2Comparaciónde datos teóricos y experimentales
Probeta #1 (Dilatación): 𝛼 = 2.429𝑥10−6
se relaciona con el aluminio.
(Error de 2.9𝑥10−8
)
Probeta #2(Dilatación): 𝛼 = 3.028𝑥10−6
se relaciona con el plomo.
(Error de 2.8𝑥10−8
)
Probeta #3(Contracción): 𝛼 = 2.986𝑥10−6
serelaciona con el plomo.
(Error de1.4𝑥10−8
)
y = -0.0034x + 0.6002
-0.05
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0.45
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
Longitud(mm) vs Temperatura(°C)

15. Probeta #4 (Contracción): 𝛼 = 2.259𝑥10−6
serelaciona con el aluminio.
(Error de 1.47𝑥10−7
)
3.4 Análisis de resultados
En el laboratorio se puede analizar la propiedad de dilatación y la propiedad de
contracción de diferentes materiales, que se someten a cambios de temperatura, tanto el
aumento o disminución de ella; los materiales van a cambiar su estructura física lo que
nos dirá que tan fuerte o débil son los enlaces de cuyo material.
Se puede analizar que la probeta #1 y la probeta #4 son de aluminio, la probeta #2 y la
numero #3 son de plomo, ya que el coeficiente de dilatación tiene un margen de error
muy pequeño con este material mencionado
El compradorde caratulay el termómetrodigital soninstrumentosmuyprecisos,perohacenque
podamostenererroresennuestrasmediciones,yaque soninstrumentosde calibración,como
tambiénlascondicionesclimáticasylosmalosmovimientosomalaobservacióncuandoestemos
haciendolatoma de datos.
Las gráficas tienenque serlinealizadas,porloserrorescometidosdurante el laboratorio.
4. CONCLUSIONES
 La temperatura y la dilatación son directamente proporcionales.
 Los enlaces y la estructura atómica del material son factores que contribuyen en el
comportamiento del cambio de sus dimensiones.
 El tiempo es un factor importante, ya que a más tiempo deje un material a cierta a
temperatura este se dilatara o contraerá.
5. BIBLIOGRAFÍA
[1]https://www.google.com.co/search?q=dilatometro&espv=2&biw=1366&bih=667&source=lnm
s&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjQtb3Pwc3KAhXJGR4KHVX4DpIQ_AUIBigB#imgrc=hNzhM5Pykm
pldM%3A figura.1
[2] https://www.google.com.co/search?q=dilatometro&espv=2&biw=1366&bih=667&source=lnm
s&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjQtb3Pwc3KAhXJGR4KHVX4DpIQ_AUIBigB#tbm=isch&q=horno+
de+laboratorio&imgrc=nww64NjWR_I7yM%3A figura.2

16. [3] https://www.google.com.co/search?q=indicador+de+caratula&espv=2&biw=1366&bih=667&s
ource=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwi0qLacw83KAhVEbR4KHSpoA1QQ_AUIBigB&dpr=1#i
mgrc=Rkuf2nDmtk4eOM%3A figura.3
[4] https://www.google.com.co/search?q=termometro+digital&espv=2&biw=1366&bih=667&site
=webhp&source=lnms&tbm=isch&sa=X&sqi=2&ved=0ahUKEwirnuLnxM3KAhVFJR4KHdriD28Q_AU
IBigB#tbm=isch&q=termometro+digital+lab&imgrc=w0MP59WW7kz2fM%3A figura.4
[5] http://www.escuelaing.edu.co/uploads/laboratorios/6918_dilatometro.pdf figura.5,ecua.1,
ecua.2