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• Clinton Huamán Chávez

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Objetivos

Calcular la capilaridad, de diferentes líquidos usando los conceptos básicos de capilaridad.

Usar los conocimientos previos para ejecutar el proyecto sin ningún inconveniente.

La manipulación adecuada de los instrumentos de laboratorio para ejecutar dicha experimentación sobre capilaridad aplicada a tema de minería.

Tomar los datos necesarios para obtener información importante y con un error mínimo para dar los resultados con mayor exactitud

Introducción

La capilaridad es una propiedad de los líquidos que depende de su tensión superficial la cual, a su vez, depende de la cohesión del líquido y que le confiere la capacidad de subir o bajar por un tubo capilar. Cuando un líquido sube por un tubo capilar, es debido a que la fuerza intermolecular o cohesión intermolecular entre sus moléculas es menor que la adhesión del líquido con el material del tubo; es decir, es un líquido que moja. El líquido sigue subiendo hasta que la tensión superficial es equilibrada por el peso del líquido que llena el tubo. Éste es el caso del agua, y esta propiedad es la que regula parcialmente su ascenso dentro de las plantas, sin gastar energía para vencer la gravedad. Sin embargo, cuando la cohesión entre las moléculas de un líquido es más potente que la adhesión al capilar, como el caso del mercurio, la tensión superficial hace que el líquido descienda a un nivel inferior y su superficie es convexa

I.

Marco Teórico

La capilaridad es la cualidad que posee una sustancia de adsorber a otra. Sucede cuando las fuerzas intermoleculares adhesivas entre el líquido y el sólido son mayores que las fuerzas intermoleculares cohesivas del líquido. Esto causa que el menisco tenga una forma cóncava cuando el líquido está en contacto con una superficie vertical. En el caso del tubo delgado, éste succiona un líquido incluso en contra de la fuerza de gravedad. Este es el mismo efecto que causa que materiales porosos absorban líquidos. Un aparato comúnmente empleado para demostrar la capilaridad es el tubo capilar; cuando la parte inferior de un tubo de vidrio se coloca verticalmente, en contacto con un líquido como el agua, se forma un menisco cóncavo; la tensión superficial succiona la columna líquida hacia arriba hasta que el peso del líquido sea suficiente para que la fuerza de la gravedad se equilibre con las fuerzas intermoleculares. El peso de la columna líquida es proporcional al cuadrado del diámetro del tubo, por lo que un tubo angosto succionará el líquido más arriba que un tubo ancho. Así, un tubo de vidrio de 0,1 mm de diámetro levantará una columna de agua de 30 cm. Cuanto más pequeño es el diámetro del tubo capilar mayor será la presión capilar y la altura alcanzada. En capilares de 1 µm (micrómetro) de radio con una presión de succión 1,5*103hPa (hectopascal = hPa = 1,5atm), corresponde a una altura de columna de agua de 14 a 15 m. Dos placas de vidrio que están separadas por una película de agua de 1 µm (micrómetro) de espesor, se mantienen unidas por una presión de succión de 1,5 atm. Por ello se rompen los portaobjetos humedecidos, cuando se trata de separalos.

Entre algunos materiales, como el mercurio y el vidrio, las fuerzas intermoleculares del líquido exceden a las existentes entre el líquido y el sólido, por lo que se forma un menisco convexo y la capilaridad trabaja en sentido inverso. Las plantas usan la capilaridad para succionar agua a del entorno, aunque las plantas más grandes requieren la transpiración para mover la cantidad necesaria de agua allí donde se precise.

La ley de Jurin La ley de Jurin define la altura que se alcanza cuando se equilibra el peso de la columna de líquido y la fuerza de ascensión por capilaridad.

La altura h en metros de una columna líquida está dada por:

Donde: T = tensión superficial interfacial (N/m) θ = ángulo de contacto ρ = densidad del líquido (kg/m³) g = aceleración debido a la gravedad (m/s²) r = radio del tubo (m) Para un tubo de vidrio en el aire a nivel del mar y lleno de agua,

T = 0, 0728 N/m a 20 °C θ = 20° ρ = 1000 kg/m³ g = 9,80665 m/s² Entonces la altura de la columna está dada por:

.

II.       

III.

Materiales 1 deposito forma rectangular 1 deposito forma cilíndrica Dos mangueras de 60 cm Líquidos(agua,aceite,keroseno,alchol,aceite de motor, gasolina) Papel higiénico y/o algodón Plataforma laminar de 1x1 m 1 cronometro

Procedimiento

1.- Se deposita dos diferentes fluidos en la base de la plataforma rectangular 2.- Se debe conocer la viscosidad de cada líquido y cuáles son sus reacciones al aire libre.

3.- Cuando el líquido parte de la plataforma rectangular se empieza controlar el tiempo de ambos para calcular el tiempo de cada uno que demora en llegar al otro extremo de la manguera. 4.- - luego al terminar el recorrido estipulado se detiene el tiempo. 5.- La velocidad de cada fluido debe ser conocida y la altura que ha recorrido ambos líquidos de acuerdo a la tensión superficial de ambos. 6.- se realiza los 5 anteriores pasos con los demás fluidos que vamos a experimentar. IV. V. VI.

VII.

Experimentación y Resultados Discusión y análisis Conclusión

Bibliografía

http://es.wikipedia.org/wiki/Capilaridad http://www.profesorenlinea.cl/fisica/Capilaridad.html Física para la Ciencia y la Tecnología – Vol. I Mecánica, oscilaciones y ondas, termodinámica. Tipler. Editorial Reverté, IV Edición. http://fcm.ens.uabc.mx/~fisica/FISICA_II/APUNTES/CAPILARIDAD.ht m http://ww2.educarchile.cl/Userfiles/P0001%5CFile %5CActividad_hidroestatica_full.pdf http://www.historiasdelaciencia.com/?p=67 Física Serway- Faughn Editorial Pretice Hall, V Edición.