LAB 5 - Tension Superficial

TENSION SUPERFICIAL SUPERFICIAL EXPERIENCIA Nº 05

2014

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS FACULTAD DE INGENIERIA INDUSTRIAL LABORATORIO DE FISICA II

TENSIÓN SUPERFICIAL


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TENSION SUPERFICIAL EXPERIENCIA Nº5 I.OBJETIVO Determinar el coeficiente de tensión superficial de los líquidos utilizando el método de Raylegh (clásico) y mediante el uso de un equipo automatizado (cobra 3 Basic- unit).

II. EQUIPOS/MATERIALES Método rayleigh (clásico) 1 Soporte universal 1 bureta medir diámetro externo


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1Varilla de 25 cm 1 cubeta preti,d=20 cm 1 paño 1 probeta de 100ml 1accesorio de conexión 1 plataforma de elevación vertical 1 cronometro 1 clamp

III. FUNDAMENTO TEORICO Las fuerzas moleculares que rodean la molécula en el interior del líquido actúan sobre ella desde todos lados; ejerciéndose una


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desprenda; en el momento que se desprende se cumple a la siguiente relación: m g = 2 R 

  =  )

Donde: m es la masa de la gota, R es el radio externo de la punta de la bureta y  es el coeficiente de tensión superficial de líquido. Debido a la condición de mínimo, las gotas de agua adoptan la forma esférica.


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     ) Equipo Automatizado Para incrementar el área de la superficie en un líquido en un ΔA, se debe realizar un trabajo ΔE.

ε = ΔE/ΔA Donde, ε es la energía superficial específica y es idéntica con la tensión

superficial: α = F/2L

La fuerza F actúa tangencialmente en el borde de la longitud l del aro a fin


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abajo en la línea A’B’ de menor diámetro y que no hay seguridad de que el líquido situado entre los niveles AB y A’B’ sea arrastrado por la gota, la

fórmula a emplear es: P=k2p rg

Siendo P el el peso de la gota, y k un un coeficiente de contracción que se ha de determinar experimentalmente. Esta es la denominada Ley de Tate, el peso de la gota es proporcional al radio del tubo r y y a la tensión superficial del líquido . La aplicación de esta ley nos permite realizar medidas relativas de la tensión superficial. Sabiendo la tensión superficial del agua podemos medir la tensión superficial del líquido problema. Llenamos una cuenta gotas de agua cuya tensión superficial es

,

y


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Una molécula en la parte superficial de un líquido es atraída por sus vecinas, pero como sólo tiene vecinas debajo de ella, es atraída hacia el seno del líquido. Como las moléculas de la superficie están unidas a las moléculas laterales, no tienen una energía tan baja como las que se encuentran en el interior.

Para desplazar una molécula del interior del líquido a la superficie se necesita energía adicional, como la presencia de otra molécula en la superficie aumenta el área de la superficie, se concluye que debe suministrarse energía para aumentar el área de la superficie líquida. La energía requerida para aumentar la superficie se denomina Tensión Superficial del Líquido.


IV.EXPERIMENTO

MONTAJE 1- Método de Rayleigh Monte el equipo tal como muestra el diseño experimental en su ficha. Vierta en la bureta el líquido cuya tensión superficial desea determinar.

1. Mida la temperatura del líquido del interior de la bureta. Anote el valor correspondiente en la Tabla 1. 2. Use el vaso de precipitados como depósito de descarga del

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TABLA 1 Temperatura ambiente T=20°C H2O Liquido

(g/cm )

V (ml)

1

1

1

2

1

3

Alcohol (g/cm3)

V (ml)

N (#gotas)

(g/cm3)

V (ml)

N (#gotas)

14

0.78

1

42

0.84

1

36

1

12

0.78

1

43

0.84

1

37

1

1

13

0.78

1

41

0.84

1

36

4

1

1

13

0.78

1

39

0.84

1

35

5

1

1

14

0.78

1

44

0.84

1

36

Promedio

1

1

13.2

0.78

1

41.8

0.84

1

36

ρ 3

̅ (dina/cm)

N (#gota)

Ron

 dina/cm

Cálculos de la tabla 1:

Ρ

 dina/cm

ρ

 dina/cm


Para el Agua:

    (1)H2O = ( )()(  )   )( )    (2)H2O = ( )(   66.12  (3)H2O = ( )()(  )  )  (4)H2O = ( )( (  )       (5)H2O = ( )()(  )   ̅ = ( )( )( )   dina/cm

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Para el ron/mezcla:

)    dina/cm  (1)OH = ( )(  ( ) )  19.52 dina/cm  (2)OH = ( )(  (  ) )  20.06 dina/cm  (3)OH = ( )(  (  ) )(  ) 20.63 dina/cm  (4)OH = ( )(   )  20.06 dina/cm  (5)OH = ( )(  (  ) )(  )    dina/cm ̅ = ( )(  

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7. Con la ayuda de la plataforma de elevación vertical, descienda cuidadosamente la cubeta Petric hasta que observe que la película de interface del d el líquido esté tensionada hasta el límite (figura4). 8. Mantenga el aro tensionado por un tiempo de 10 s. 9. Al término de los 10s suba cuidadosamente cubeta Petric con la ayuda de la plataforma de elevación. 10. Repita los pasos (c) al (e) al menos 4 veces. 11. Detenga la medición.


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Remplazo:

 = F / 21  =0.0077 / 2(0.06) =0.064 (*) r se consigue del promedio de los radios del anillo interior y exterior

VI. EVALUACION 1. Para el equipo automatizado, determine el coeficiente de tensión superficial

utilizando

la

ecuación

7.

Con

su

error

correspondiente. Recuerde que la longitud l del aro debe estar en metros. α (teórica) =0.0736N/m


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posible. La llama de una bujía, puesta al otro extremo del tubo, sufre una desviación por la atracción del aire que impulsa la pompa y que puede llegar a apagarla. apagarla.



Un aro metálico puede sostener a una película película de agua jabonosa, y si en ésta se deja una hebra de algodón en forma de bucle, previamente humedecida por la solución de jabón, este bucle toma la forma indefinida y caprichosa. Si la película de jabón dentro del bucle, toma esta segunda forma circular y aunque se intente deformarlo, mientras no se rompa el resto de la película, se recupera su forma forma circular. Esto se debe a que primero, primero, la Tensión Tensión superficial del líquido actuaba igualmente por los dos lados del algodón, mientras que en el otro actúa solo por fuera y al ser igual en todas las partes del hilo, lo estira dándole la forma de


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misma causa obedece el que ciertos insectos puedan pasear sobre la superficie del agua.



El último ejemplo es el de la experiencia realizada en el laboratorio llamado cuentagotas, en el cual si se echa en la bureta de pequeño diámetro un líquido cuya tensión superficial deseamos conocer, aparece entonces en su extremo una gota que se va engrosando como si fuese sostenida por un saco elástico, hasta que su peso es bastante grade y cerrándose los bordes de contacto con el tubo se rompe.

3. El diámetro exterior e interior del aro son: 20.0 mm y 19.0 mm. Halle la longitud sobre la cual la superficie tensora del líquido


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VII. CONCLUSIONES:



Se demuestra que el coeficiente de tensión superficial varía con la temperatura y la superficie de contacto.



Se demuestra que una manera más exacta de encontrar el coeficiente de tensión superficial es el método Rayleigh. Ra yleigh.




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Al poner un tubo cuyo diámetro sea muy pequeño dentro de un recipiente con agua se ve muy bien la tensión - cohesión al subir el nivel del líquido por las paredes y hacer un menisco, además de subir por arriba del nivel del agua del recipiente.



Se determinó la tensión superficial de un líquido a diferentes temperaturas.



A mayor temperatura menor va a ser la tensión superficial (1/Tºα) Al calentarse el agua alcohol, su energía cinética aumenta, su densidad desciende. Al descender la densidad su tensión superficial desciende de la misma manera.




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El líquido de referencia muy puro y con conocimiento de sus valores fisicoquímicos de densidad y tensión superficial a la temperatura de trabajo.



Las soluciones de tensoactivo perfectamente bien preparadas con agua destilada.



Las soluciones de tensoactivo producen mucha espuma, es muy importante de evitar cualquier burbuja en el interior de los capilares ya que alteraría el valor de la altura de la columna líquida

VIII. BIBLIOGRAFIA:


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IX. APLICACIONES:

Importancia de la tensión superficial En la Medicina: La tensión superficial en los alveolos pulmonares, es de


En la Física: El ascenso de los líquidos por los tubos capilares.

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