Informe de Laboratorio 4 Física II- Densidad y Tensión Superficial

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA Facultad de Ingeniería Mecánica

----------------------------------Laboratorio N° 04: “Densidad y Tensión Superficial ” FÍSICA 2: MB224-B Integrantes: 







- 8 DE NOVIEMBRE 2017 pág. 1

Trusted by over 1 million members

Try Scribd FREE for 30 days to access over 125 million titles without ads or interruptions! Start Free Trial Cancel Anytime.









PRÓLOGO En este informe de física trataremos con mucho entusiasmo el tema de Densidad y tensión superficial. En este laboratorio seremos testigos de cómo un líquido puede ejercer fuerza sobre un cuerpo que está parcial a o totalmente sumergido ,así pudiendo comprobar el principio de Arquímedes ,y podremos calcular volúmenes y masas de objetos que desconocemos tales datos. De la misma manera observaremos las diferencias de tensiones superficiales entre líquidos con y sin detergente agregados con dos métodos explicados por el profesor durante las experiencias; también analizaremos su comportamiento en cada caso al igual que la comprobación de sus cálculos respectivos. De esta manera lograremos entender mucho mejor el comportamiento de ciertos líquidos con sus respectivos coeficientes de tensión superficial









ÍNDICE

1. Objetivos

2. Representación esquemática

3. Fundamento Teórico

4. Hoja de datos

5. Respuestas a las preguntas con fundamento fundamento matemático (Cálculos y Resultados)

6. Conclusiones y Recomendaciones

7. Bibliografía









OBJETIVOS

El análisis del experimento que realizaremos tiene por finalidad determinar la densidad media de los cuerpos. Para este experimento recurriremos al Principio de Arquímedes. Asimismo, también podremos hallar hallar el coeficiente coeficiente de la tensión superficial superficial de los líquidos mediante dos métodos muy eficaces en este siguiente laboratorio.









REPRESENTACIÓN ESQUEMÁTICA









FUNDAMENTO TEÓRICO Para poder realizar el laboratorio de ―Densidad y Tensión Superficial‖ es necesario tener el conocimiento de que es el empuje , el torque y por supuesto de que es la densidad y la tensión superficial , por lo que a continuación veremos los conceptos de cada uno de ellos y de otros que nos ayudaran a entender los fenómenos que ocurren en este laboratorio,

Densidad Los cuerpos difieren por lo general en su masa y en su volumen. Estos dos atributos físicos varían de un cuerpo a otro, de modo que si consideramos cuerpos de la misma naturaleza ,cuanto mayor es el volumen, mayor es la masa del cuerpo considerado.

Densidad relativa La densidad relativa de una sustancia es el cociente entre su densidad y la de otra sustancia diferente que se toma como referencia o patrón: Para sustancias líquidas se suele tomar como sustancia patrón el agua cuya densidad a 4ºC es igual a 1000kg/m3 Para gases la sustancia de referencia la constituye con frecuencia el aire que a 0 ºC de temperatura y 1atm de presión tiene una densidad de 1,293kg/m3 Como toda magnitud relativa, que se obtiene como cociente entre dos magnitudes iguales, la densidad relativa carece de unidades físicas. Unas de las de las propiedades que se presentan en los líquidos y que dependen de la densidad es el empuje:











pio pi o de A r químedes quí medes Empuje hidrostático: ―Princi

Los cuerpos sólidos sumergidos en un líquido experimentan un empuje hacia arriba. Este fenómeno, que es el fundamento de la flotación de los barcos, era conocido desde la más remota antigüedad, pero fue el griego Arquímedes (287 212 a. de C.)quien indicó cuál es la magnitud de dicho empuje. De acuerdo con el principio que lleva su nombre, todo cuerpo sumergido total o parcialmente en un líquido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso del volumen de líquido desalojado.

Tensión Superficial: En física se denomina tensión superficial de un líquido a la cantidad de energía necesaria para aumentar su superficie por unidad de área. Esta definición implica que el líquido tiene ti ene una resistencia para aumentar su superficie. Este efecto permite a algunos insectos, como el zapatero . (Gerrislacustris), desplazarse por la superficie del agua sin hundirse. La tensión superficial (una manifestación de las fuerzas intermoleculares en los líquidos), junto a las fuerzas que se dan entre los líquidos y las superficies sólidas que entran en contacto con ellos, da lugar a la capilaridad. Como efecto tiene la elevación o depresión de la superficie de un líquido en la zona de contacto con









Explicaremos unas de las maneras para poder hallar el valor de la tensión superficial: ME TOD TO D O DE D E L A NI L L O (Nouy 1919)

En el método de Nouy, se utiliza un anillo teórico suspendido horizontalmente, enferma perfectamente paralela con la superficie o interfase. El anillo tiene un radio R, y está hecho con un alambre de radio r, resultando en un perímetro total de L = 4πR

Nótese que este perímetro es una aproximación, ya que no toma en cuéntala posición exacta de la línea de contacto trifásico respecto al anillo. En todo caso es válido si r << R. Para medir la tensión superficial, primero se moja (completamente) el anillo y luego se procede a levantarlo hasta el arranque.

Cualquier sea el ángulo de contacto, la dirección de aplicación de la fuerza de tensión varia a medida que se extrae el anillo del líquido. Existe una posición de la línea de contacto, en la cual la fuerza de tensión resulta vertical. En esta posición la proyección vertical de la fuerza de tensión es máxima. El método experimental toma en cuenta esta característica, ya que se mide la fuerza máxima.

















CÁLCULOS Y RESULTADOS DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD

Para la masa 1

∑  = . 10 = . 2  . 4  . 7  .(7.5)  = (∑ )/10  = 20.05 Para la masa 2

∑  = . 10 = . 2  . 4  . 7  . 8  = (∑ )/10  = 19.8









 = (∑ )/10  = 1.95 VOLÚMENES Masa 1

 .   =  = 0.052  = 3.783/3



 =  = 5.33

Masa 2

 =   = 0.021  = 9.248/3



 =  = 2.1413











DETERMINACIÓN DEL COEFICIENTE DE TENSIÓN SUPERFICIAL

Primer método: Colocar en un extremo de la balanza tipo Mohor Westphal el anillo en posición horizontal hasta el momento en que toque el agua y no pueda escapar. Colocar el vasito vacío en otro extremo de la balanza tipo Mohor Westphal, luego l uego agregar agua hasta que el agua “suelte” al anillo. Luego colocar jinetillos para restablecer el equilibrio. En el experimento de obtienen los siguientes datos









10(   2.. ..  ÷ ) = 3   10(( 0,0 10 0,004 0466  2( 2(0,0482) 0,0482) ∗  ÷9 ÷ 9,81) = 3(0,0203) 0,0203) 0,0009  = 0.05118  Segundo método: En el recipiente con agua echar un poco de detergente y mezclar hasta que este jabonosa, luego luego tomar el sistema formado formado por los dos tubos tubos y el hilo hilo y sumergirlos sumergirlos en la solución jabonosa. Al retirarlos y colgarlos de un par de alambres se observa que los extremos del hilo forman una concavidad debida a la tensión superficial. Se forma una figura como la siguiente:









Demostración de la ecuación del coeficiente









    ∝ =    , ℎ =   =   2 [−    ] CÁLCULOS Y RESULTADOS Calcular el coeficiente Como tenemos la ecuación para calcular el coeficiente y los valores respectivos









CONCLUSIONES

-

Los datos de las masas no concuerdan con las obtenidas en en las balanzas.

-

Aprendimos de de igual forma que existen diferentes diferentes maneras de calcularla tensión superficial, siendo más efectivo el primer método ya que no se hacen suposiciones suposiciones tal como se hizo en el segundo método; además de calcular la densidad mediante la balanza de Mo hor.











BIBLIOGRAFÍA







PAUCARCHUCO, Carlos. Manual Manual de Laboratori L aboratorio o de F ís ica ic a G eneral UNI UN I .Lima : Facultad de Ciencias de la Universidad Nacional de Ingeniería, 2009. ISBN: 9972985717. YOUNG, Hugh y FREEDMAN, Roger. Roger.Sears • Zemansky Física Universitaria.(vol. 1). 12da ed. México, D. F. : Pearson Educación, 2009. ISBN: 9786074422887. GIANCOLI, Douglas. Física para Ciencias e Ingeniería. 4ta ed. México DF. : Pearson Educación, Educación, 2008. 2008. ISBN: 978-970-26-1225-4. 978-970-26-1225-4.

Informe de Laboratorio 4 Física II- Densidad y Tensión Superficial

Recommend Documents