Informe de Laboratorio Dilatación Térmica de Líquidos Resumen Se desea saber si es que el alcohol etílico presenta una dilatación térmica volumétrica. Si es que la presenta, conocer de qué forma varía su volumen en funció función n de la temper temperatu atura ra (linea (lineal, l, cuadr cuadráti ática, ca, expon exponenc encial ialmen mente, te, etc ., ! determinar el coe"ciente de dilatación volumétrica.
1.
Objetivos
generales
#eterminar el coe"ciente de dilatación volumétrica de un líquido. $xplicar cómo se comportan los líquidos ante la variación de temperatura. $xplicar cómo se utili%a la dilatación di latación térmica de líquidos para construir un termómetro.
2. Introducción Se deno denomi mina na dila dilata taci ción ón al camb cambio io de lon& lon&it itud ud,, volu volume men n o al&u al&una na otra otra dimensión métrica que sufre un cuerpo debido al cambio de temperatura que se provoca en el. La dilatación es provocada provocada por la temperatura. 'uando se da calor a un sólido se está dando ener&ía a sus moléculas, que estimuladas, vibran más enér&icamente. Dilatación Lineal $s aquella en la cual predomina la variación en una nica dimensión, o sea, en el ancho, lar&o o altura del cuerpo. Se produce en alambres, varillas, barras, rieles, etc. Dilatación !u"er#cial $s aquel aquella la en que pred predom omin ina a la vari variac ació ión n en dos dime dimens nsio ione nes, s, o sea, sea, la variación del área del cuerpo. Se produce en baldosas, vidrio, placas metálicas, etc.
Dilatación $olumétrica $n un líquido o un &as se observa como un cambio de volumen )*, en una cant cantid idad ad de sus sustanci ancia a de volum olumen en *+, relac elacio ion nado ado con con un cambi ambio o de temperatura ). $n este caso, la variación de volumen )* es directamente proporcional al volumen inicial *+ ! al cambio de temperatura ), para la ma!or parte de las sustancias ! dentro de los límites de variación normalmente accesibles de la temperatura, es decir- Se produce en &ases, líquidos ! cuerpos &eométricos. %scala &elsius $st $sta esca escala la es de uso popu popula larr en los los paíse aíses s que que adhi adhier eren en al Siste istema ma
Internacional de nidades, por lo que es la más utili%ada mundialmente. /i0a el valor de cero &rados para la fusión del a&ua ! cien para su ebullición. 1ara esta escala, estos valores se escriben como 2++ 3' ! + 3' ! se leen 2++ &rados 'elsius ! + &rados 'elsius, respectivamente. %scala 'a(ren(eit La escala /ahrenheit di"ere de la 'elsius tanto en los valores asi&nados a los puntos "0os, como en el tama4o de los &rados. $n la escala /ahrenheit los puntos "0os son los de ebullición ! fusión de una disolución de cloruro amónico en a&ua. 5sí al primer punto "0o se le atribu!e el valor 67 ! al se&undo el valor 727. 1ara pasar de una a otra escala es preciso emplear la ecuaciónt(3/ 8 (9:; < t(3' = 67 ó t(3' 8 (;:9 < >t(3/ ? 67@ #onde t(3/ representa la temperatura expresada en &rados /ahrenheit ! t(3' la expresada en &rados 'elsius. %scala )bsoluta o *elvin $n la escala absoluta, al + 3' le hace corresponder 7A6,2; B, mientras que los 2++ 3' se corresponden con 6A6,2; B. Se ve inmediatamente que + B está a una temperatura que un termómetro centí&rado se4alará como ?7A6,2; 3'. #icha temperatura se denomina Ccero absolutoC. Se puede notar que las escalas 'elsius ! Belvin poseen la misma sensibilidad. 1or otra parte, esta ltima escala considera como punto de referencia el punto triple del a&ua que, ba0o cierta presión, equivale a +.+2 3'.
+. ,ateriales - e"erimentación • • • • • • • • • • • • •
rípode variable *arilla soporte, D++ mm Eue% doble 5ro con nue% Fe0illa con porcelana 1in%a universal *aso de precipitados, 7;+ ml Gatra% $rlenme!er, 2++ ml ubo de vidrio, 7;+ mm 1ipeta con caperu%a de &oma apón de &oma, 7 ori"cios ermómetro de 5lcohol, 2++, H2+ = 22+o' 'inta métrica, 7 m J 1robeta &raduada, 2++ ml, plástico
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Gechero de butano 'artucho de butano Klicerina 'erillas 5lcohol
Se reali%ó el monta0e experimental, como se muestra en la "&ura 2.
/i&. 2
/. Resultados - an0lisis Gediante las mediciones, se pudieron obtener los datos mostrados en la tabla 2.
abla 2
Lue&o se procedió a calcular las variaciones de volumen ! temperatura-
a reali%ar
un &rá"co
)* vs )-
Mbservamos que existe una relación lineal entre la variación de volumen ! la variación de temperatura. *emos que al aumentar la temperatura, aumenta también el volumen, por lo que se encuentran en una relación de proporcionalidad. 5l reali%ar el análisis de re&resión lineal del &rá"co, se obtieneF8+.999, es decir, existe una relación lineal entre las variables. La ecuación obtenida es- !8 +.2+A9x =+.+266N+.6 'onocemos que la pendiente de la función representa el cociente entre la variación de volumen ! la variación de temperatura. 'on esta relación encontramos que el coe"ciente experimental de dilatación
del alcohol es +,+++A9 '?2. $l coe"ciente de dilatación teórico del alcohol es 2.2x2+?6, por lo tanto, el error relativo será el si&uiente$a82.2x2+?6?+.+++A98+.2+A $r8(+.+++A9:2.2x2+?6x2++O $r87D.2PO /inalmente, cuando se colocó el matra% $rlenme!er en el a&ua fría, se pudo observar que la temperatura disminu!ó, ! el volumen del alcohol en el tubo de vidrio también. $l cambio fue lento, pero el sistema tendía a re&resar a sus condiciones iniciales, a temperatura ambiente.
. &onclusiones •
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Se utili%ó alcohol en lu&ar del a&ua, !a que su comportamiento al dilatarse es constante, en cambio, el a&ua se comporta de manera errática- de + a Q3 el a&ua líquida se contrae al ser calentada, ! se dilata por encima de los Q3 $l termómetro de alcohol no es mu! preciso, pero tiene la venta0a de re&istrar temperaturas desde los ?2273', que es el punto de fusión del etanol, hasta AP3', su punto de ebullición. 1or este inconveniente, no es posible medir temperaturas ma!ores a P+3'. Las divisiones en termómetros de alcohol ! de mercurio varían por sus puntos de fusión ! ebullición. $l mercurio puede medir en un ran&o de temperaturas que va desde ?693' (punto de fusión a 6;A3' (punto de ebullición. $n cambio, el alcohol, como se explicó antes, va de ?2273' a AP3'. $l volumen de los líquidos es proporcional a su temperatura. Si la temperatura aumenta, su volumen también lo hará, ! en el caso contrario, si su temperatura disminu!e, también lo hará su volumen. $sto se debe a que, a nivel molecular, si la temperatura aumenta, el espacio entre las moléculas también aumenta, ! de manera inversa, si la temperatura ba0a, las moléculas tienden a acercarse ! por lo tanto, disminu!endo el espacio entre ellas ! el volumen del líquido.
. 3ibliogra4ía 516 https-::es.Riipedia.or&:Rii:ermometr O'6O5#aT$scalasUtermom.'6.59tricas
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