Capilaridad

UNIVERSIDAD DE LA COSTA, CUC DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS FACULTAD DE INGENIERÍA

TENSION SUPERFICIAL Y CAPILARIDAD AVEDAÑO LUIS, DE LA CRUZ JOSE, PAREJO MANUEL, VIANA MANUEL Fabio Andrés Bermejo. Grupo de laboratorio OD – fecha de la experiencia (04-04-2017) Laboratorio de Mecánica de Fluidos, Barranquilla que es juntar las pelotitas que forma el material sobre la superficie en que se derramó. Pero, ¿alguien alguna vez se preguntó por qué esta sustancia forma esas bolillitas? Esto sucede debido a la tensión superficial, una propiedad específica de la materia.

Resumen En esta nueva experiencia de laboratorio trabajaremos sobre la tensión superficial y capilaridad de los fluidos trabajaremos con diferentes tipos de fluidos con los cuales hemos venido trabajando en experiencias pasadas pero esta vez un nuevo tema que es el de capilaridad y aqui entra en juego la adhesión y cohesión de los fluidos en cierto tipos de materiales en este caso vidrio.

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Fundamento teórico

Miel: Sustancia espesa, pegajosa y muy dulce que elaboran las abejas con el néctar que liban de las flores y que depositan después en las celdillas de los panales o en huecos naturales; se emplea en alimentación por su alto valor nutritivo. Aceite de motor. Aceite que se utiliza para lubricar diversos motores de combustión interna. Si bien el propósito principal es lubricar partes móviles reduciendo su fricción, el aceite de motor también limpia, inhibe la corrosión, mejora el sellado y reduce la temperatura del motor transmitiendo el calor lejos de las partes móviles. Los aceites de motor son derivados de compuestos químicos sintéticos del petróleo y otros productos usados para la fabricación del aceite sintético. El aceite de motor consiste principalmente en hidrocarburos.

Abstract In this new laboratory experience we will work on the surface tension and capillarity of the fluids we will work with different types of fluids with which we have been working in past experiences but this time a new topic that is the capillarity and here comes the adhesion and Cohesion of the fluids in certain types of materials in this case glass. 1. Introducción Cuando se trata de los líquidos, su superficie se comporta como si fuera una membrana elástica tensa, propiedad que se conoce como tensión superficial. Esto se debe a que cualquier partícula en el seno de un líquido se encuentra rodeada de otras partículas que ejercen sobre ellas fuerzas iguales en todas direcciones, por lo que se equilibran entre sí; otras partículas que se encuentran en la superficie libre, solo están rodeadas por un lado por partículas que, al atraerla hacen que aparezcan fuerzas laterales en todas direcciones que tienden a disminuir el área de la superficie libre del líquido, y una fuerza hacia el interior del líquido que tiende a disminuir su volumen. A muchas personas, al menos una vez en su vida, se le ha roto un termómetro de mercurio, hecho lamentable un poco por su valor y otro tanto por lo costoso

Glicerina: El 1,2,3propanotriol, glicerol o glicerina (C3 H8O3) (del griego glykos, dulce) es un alcohol con tres grupos hidroxilos (–OH). Se trata de uno de los principales productos de la degradación digestiva de los lípidos, paso previo para el ciclo de Krebs y también aparece como un producto intermedio de la fermentación alcohólica. Además junto con los ácidos grasos, es uno de los componentes de lípidos como los triglicéridos y los fosfolípidos. Se presenta en forma

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de líquido a una temperatura ambiental de 25 ° C y es higroscópico e inodoro. Posee un coeficiente de viscosidad alto y tiene un sabor dulce como otros polialcoholes.

En los suelos de grano grueso, la mayor parte del agua retenida lo es por tensión superficial, que se presenta alrededor de los puntos de contacto entre las partículas sólidas o en los poros y conductos capilares del suelo. La cohesión aparente, que pueden presentar taludes de arena que se han mantenido estables, se explica por la humedad de contacto. Ella la ejerce la pequeña cantidad de agua que puede mantenerse, sin caer, rodeando los puntos de contacto entre los diminutos granos de arena, gracias a fuerzas de adherencia entre el líquido y el sólidoy de tensión superficial, que se oponen a la gravedad.

Cloro: El cloro es un elemento químico de número atómico 17 situado en el grupo de los halógenos (grupo VIIA) de la tabla periódica de los elementos. Su símbolo es Cl. En condiciones normales y en estado puro forma dicloro: un gas tóxico amarilloverdoso formado por moléculas diatómicas (Cl2) unas 2,5 veces más pesado que el aire, de olor desagradable y tóxico. Es un elemento abundante en la naturaleza y se trata de un elemento químico esencial para muchas formas de vida.

Capilaridad: Fuerzas de adhesión y cohesión La cohesión es la atracción entre las moléculas de una misma sustancia, mientras que la adhesión es la atracción entre moléculas de diferentes sustancias. Si se sumerge un tubo capilar de vidrio en un recipiente con agua, el líquido asciende dentro de él hasta una altura determinada. Si se introduce un segundo tubo de mayor diámetro interior el agua sube menor altura. Es que la superficie del líquido plana en su parte central, toma una forma curva en la vecindad inmediata del contacto con las paredes. Esa curva se denomina menisco y se debe a la acción combinada de la adherencia y de la cohesión. Por la acción capilar los cuerpos sólidos hacen subir y mover por sus poros, hasta cierto límite, el líquido que los moja.

Aceite de cocina: El aceite de cocina es grasa de origen animal o vegetal que suele permanecer en estado líquido a temperatura ambiente. Tensión superficial y Capilaridad: La tensión superficial es la propiedad que poseen las superficies de los líquidos, por la cual parecen estar cubiertos por una delgada membrana elástica en estado de tensión. La capilaridad es el fenómeno de ascensión del agua por o capilares o poros del suelo. Gran parte del agua retenida lo es por tensión superficial, que se presenta alrededor de los puntos de contacto entre las partículas sólidas o en los poros y conductos capilares del suelo, y que desempeña un papel muy importante en las formas de agua llamadas humedad de contacto y agua capilar.

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Metodología.

Trabajamos una nueva experiencia de laboratorio, la cual tiene como tema tensión superficial y capilaridad en los fluidos. Primero que todo trabajamos con 3 tubos capilares de diferente diámetro, y con los 5 fluidos con los cuales hemos venido trabajando todas las experiencias de laboratorio anteriores (aceite de motor, aceite de cocina, cloro, glicerina y miel), lo primero que se hizo fue sumergir el tubo en el líquido unos pocos milímetro luego lo sacamos y

Causas El fenómeno de la tensión superficial se debe a las fuerzas de cohesión moleculares que no quedan equilibradas en la inmediata vecindad de la superficie. Por esta vía se explica que una aguja horizontal o una cuchilla de afeitar en la misma posición, floten en el agua. Tensión superficial en el suelo

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𝜕 = 0.27 𝑁/𝑚

medimos la altura capilar que este posee y con estos datos que obtuvimos podemos procedimos a hallar los cálculos correspondientes para este informe de laboratorio.

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Capilar—5mm = 5x10−3 H= 2.8cm = 0.028m 5x10−3 2 )(0.028) 𝜕= 2(𝑐𝑜𝑠20) 𝜕 = 0.31 𝑁/𝑚

Análisis de resultados

(8505.27)(

CALCULOS 



Calcule las elevaciones capilares de los diferentes fluidos empleados durante la práctica de acuerdo con la expresión vista en clase. Investigue los valores de tensión superficial para los fluidos empleados durante la experiencia.

Capilar—6mm=6x10−3 H=2.5mm = 0.025m CUESTIONARIO

6x10−3 )(0.025) 2 2(𝑐𝑜𝑠20)

(8505.27)(

a. Mida la elevación producida por tubos capilares de varios tamaños.

𝜕=

b. Compare los valores de las elevaciones capilares calculadas con las halladas experimentalmente. Explique los factores que han podido generar dichas diferencias.

𝜕 = 0.34 𝑁/𝑚

c. ¿Cuál de los fluidos presentó mayor elevación capilar? ¿A qué cree que se debe esto? El cloro ya que tiene menor fuerza de cohesión y se adhiere mas a los capilares, además es uno de los menos viscosos. Aceite de motor

Capilar- 4cm= 4x10−3

Cloro

H= 5.2 cm= 0,052 m 4x10−3 2 )(0.052) 𝜕= 2(𝑐𝑜𝑠20) 𝜕 = 0.55 𝑁/𝑚 (9943.41)(

Capilar- 4mm= 4x10−3

Capilar—5mm = 5x10−3 H= 4.6cm = 0.046m

H= 3 cm= 0,030 m

𝜕=

4x10−3 2 )(0.03) 2(𝑐𝑜𝑠20)

(8505.27)(

3


5x10−3 2 )(0.046) 𝜕= 2(𝑐𝑜𝑠20) 𝜕 = 0.60 𝑁/𝑚

𝜕 = 0.31 𝑁/𝑚

(9943.41)(

Aceite de cocina Capilar- 4mm= 4x10−3

Capilar—6mm=6x10−3 H=4.2cm = 0.042m

H= 1.7 cm= 0,017 m

6x10−3 (9943.41)( 2 )(0.042) 𝜕= 2(𝑐𝑜𝑠20)

4x10−3 2 )(0.017) 𝜕= 2(𝑐𝑜𝑠20) 𝜕 = 0.16 𝑁/𝑚 (8634.76)(

𝜕 = 0.66 𝑁/𝑚

Capilar—5mm = 5x10−3 H= 1.5cm = 0.015m Glicerina Capilar- 4mm= 4x10−3

5x10−3 2 )(0.015) 𝜕= 2(𝑐𝑜𝑠20) 𝜕 = 0.18 𝑁/𝑚 (8634.76)(

H= 2.3 cm= 0,023 m 4x10−3 2 )(0.023) 𝜕= 2(𝑐𝑜𝑠20) 𝜕 = 0.29 𝑁/𝑚 (12106.82)(

Capilar—5mm = 5x10 H= 2.0cm = 0.020m

Capilar—6mm=6x10−3 H=1.2cm = 0.012m

−3

𝜕=

6x10−3 2 )(0.012) 2(𝑐𝑜𝑠20)

(8634.76)(

𝜕 = 0.17 𝑁/𝑚 5x10−3 (12106.82)( 2 )(0.020) 𝜕= 2(𝑐𝑜𝑠20) 𝜕 = 0.32 𝑁/𝑚 Capilar—6mm=6x10 H=1.6cm = 0.016m

𝜕=

Miel Capilar- 4mm= 4x10−3

−3

H= 1.8 cm= 0,018 m

6x10−3 2 )(0.016) 2(𝑐𝑜𝑠20)

4x10−3 2 )(0.018) 𝜕= 2(𝑐𝑜𝑠20) 𝜕 = 0.26 𝑁/𝑚

(9943.41)(

(13645,71)(

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Capilar—5mm = 5x10−3 H= 1.5cm = 0.015m

BIBLIOGRAFIA [1] https://es.wikipedia.org/wiki/Glicerol [2]fluidos.eia.edu.co/fluidos/propiedades/pe soesepecificopf.html [3]mecanicadefluidos5.blogspot.com/2010/ 08/peso-especifico.html [4] https://es.wikipedia.org/wiki/Densidad

4x10−3 2 )(0.015) 𝜕= 2(𝑐𝑜𝑠20) 𝜕 = 0.28 𝑁/𝑚 (13645,71)(

Capilar—6mm=6x10−3 H=1cm = 0.01m

𝜕=

4x10−3 2 )(0.01) 2(𝑐𝑜𝑠20)

(13645,71)(

𝜕 = 0.22 𝑁/𝑚

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Capilaridad

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