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EAP INGENIERÍA CIVIL

1 EXP. N° 06 – DENSIDAD DE SÓLIDOS Y LÍQUIDOS

FGMMG - UNMSM

EAP INGENIERÍA CIVIL

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS (Universidad del Perú, Decana De

CURSO

:

LABORATORIO DE FÍSICA I

TEMA

:

TENSIÓN SUPERFICIAL

PROFESOR : ALUMNOS

Eche Llenque, José Carlos

:

COD.

Álvarez Rosales, Vladimir

15160276

Layme Estrada, David Edgar

15160103

López Saldivar, Marco Antonio

14160278

Nizama Roque, Jairo César

15160106

Villegas Mejía José Edwin

15160112

TURNO

:

América)

Sábado

02:00 p.m. – 04:00 p.m.

Ciudad Universitaria, noviembre del 2015 2 EXP. N° 06 – DENSIDAD DE SÓLIDOS Y LÍQUIDOS

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REPORTE Experiencia N° 07: TENSIÓN SUPERFICIAL Fecha de entrega: 07-11-15 I.

II.

INTEGRANTES N°

ALUMNO

CODIGO

1

Álvarez Rosales, Vladimir

15160276

2

Layme Estrada, David Edgar

15160103

3

López Saldivar, Marco Antonio

14160278

4

Nizama Roque, Jairo César

15160106

5

Villegas Mejía, José Edwin

15160112

FIRMA

OBJETIVOS DE LA EXPERIENCIA    

Relacionar la tensión superficial con la capilaridad. Determinar el coeficiente de tensión superficial de los líquidos, utilizando el método de Rayleigh (clásico) y mediante uso de un equipo automatizado (Cobra 3 Basic-Unit). Explicar fenómenos asociados con la tensión superficial. Calcular la tensión superficial de diferentes líquidos por el método del capilar.

III. DISEÑO EXPERIMENTAL EQUIPOS Y MATERIALES Método Rayleigh (Clásico) -

1 Soporte universal 1 Bureta 1 Vaso de precipitación 1 Clamp 1 Termómetro

3 EXP. N° 06 – DENSIDAD DE SÓLIDOS Y LÍQUIDOS

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Equipo automatizado (Cobra 3 Basi-Unit) -

1 Aro de medida de tensión superficial, de diámetro promedio de 19,5 mm. 1 PC con Windows XP/Windows 98 1 Cobra3 de poder de 12 V/2ª 1 Software Cobra3 Force Tesla 1 Módulo de de medición de Newton 1 Sensor Newton 1 Cronómetro 1 Varilla de 25 cm. 1 Clamp 1 Plataforma de elevación vertical 1 Cubeta Petri, d = 20 cm 1 Paño 1 Probeta 1 Accesorio de conexión 1 Trípode Base

4 EXP. N° 06 – DENSIDAD DE SÓLIDOS Y LÍQUIDOS

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FUNDAMENTO TEÓRICO Las fuerzas moleculares que rodean una molécula en el interior de un líquido actúan sobre ella desde todos lados; ejerciéndose una presión isotrópica. La fuerza resultante que actúa sobre una molécula localizada en la capa superficial no es cero, debido a que la resultante está dirigida hacia el interior del líquido, como se ilustra en la figura 1.

MONTAJE 1 – Método de Rayleigh Del análisis de la dinámica presente en la formación de una gota que se desprende de un tubo cilíndrico de radio R, para un líquido que tiene un coeficiente de tensión superficial α ; se observa que mientras la gota no se desprenda, tomará una forma tal que la componente vertical de la fuerza de tensión superficial se equilibra con su peso; la componente vertical de la fuerza de tensión superficial alcanzará su valor máximo en el instante justo antes de que la gota se desprenda; en el momento que se desprende se cumple a la siguiente relación: 𝑚𝑔 = 2𝜋𝑅𝛼 1

𝛼 = (2𝜋) (𝑚𝑔) Donde:

(1) (2)

m es la masa de la gota R es el radio externo de la punta de la bureta α es el coeficiente de tensión superficial de líquido.

Debido a la condición de mínimo, las gotas de agua adoptan la forma esférica. A partir de la ecuación (1) se podría determinar α, pero como ahí no se ha tenido en cuenta el trabajo de deformación cilindro–esfera, el valor que se obtuviera no sería exacto. Rayleigh retocó esta expresión, y encontró un modo empírico para determinar α. Rectificó las constantes y llegó a la ecuación: 5

𝑚𝑔 ) 𝑅

𝛼 = (15) (

(3)

5 EXP. N° 06 – DENSIDAD DE SÓLIDOS Y LÍQUIDOS

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Considerando un líquido de volumen V, de densidad ρ , y que en él hay un número N de gotas, la masa de cada gota será: 𝑚=

𝜌𝑉 𝑁

(4)

Por lo tanto se encuentra que: 5

𝜌𝑉

𝑔

𝛼 = (15) ( 𝑁 ) (𝑅)

(5)

MONTAJE 1 – MÉTODO RAYLEIGH 1. Represente aquí el esquema experimental usado para determinar la tensión superficial usando el método de Rayleigh. Describa brevemente este método.

Monte el equipo tal como muestra el diseño experimental de la figura 2. 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 líquido de la bureta. 3. Tome dos puntos A y B como niveles de referencia. 4. Cuente el número de gotas de la porción de líquido entre los niveles de referencia. Repita este procedimiento no menos de 5 veces. Cada vez anote en la Tabla 1 el número de gotas para el volumen escogido. 5. Repita los pasos del 1 al 5 para otros líquidos (alcohol / ron, mezcla con agua). 6 EXP. N° 06 – DENSIDAD DE SÓLIDOS Y LÍQUIDOS

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2. Anote aquí los siguientes valores de los líquidos que se determina su tensión superficial: Temp. Ambiente T0 (° C)

Densidad (densímetro) ρ(g/ml)

Agua

23

0,99

Alcohol

23

0,81

Ron

23

0,85

¿Cree Ud. que le serviran de algo estos valores? ¿Por qué? Sí, porque a partir de este valor, será la comparación con nuestro experimento.

MONTAJE 2 – MÉTODO DEL ANILLO 3. Represente aquí el esquema experimental usado para determinar la tensión superficial usando el método del anillo. Describa brevemente este método. Familiarícese con el equipo sensor de la unidad básica (Cobra 3) y monte el diseño experimental de la figura 3

7 EXP. N° 06 – DENSIDAD DE SÓLIDOS Y LÍQUIDOS

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1. Vierta líquido en la cubeta Petric hasta la mitad. 2. Suspenda el aro del gancho del sensor Newton. No sumerja aún el anillo en el líquido. 3. Utilizando la plataforma de elevación vertical, girando la manija negra, sumerja lentamente el aro hasta que esté completamente cubierto por el líquido de estudio. 4. Con ayuda del profesor calibre el sensor (Figura 5 y 6). 5. Evite cualquier movimiento en la mesa de trabajo, ya que el sistema es altamente sensible. 6. Inicie la medición en software menú. 7. Con la ayuda de la plataforma de elevación vertical, descienda cuidadosamente la cubeta Petric hasta que observe que la película de interface del 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. 12. De la gráfica fuerza vs tiempo que arroja el programa (figura 7), seleccione los datos correspondientes a la zona de máxima tensión y copie los datos a una hoja de cálculo Excel y obtenga el promedio para cada grupo de datos (Fuerza tensora).

8 EXP. N° 06 – DENSIDAD DE SÓLIDOS Y LÍQUIDOS

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4. Anote aquí los siguientes valores. Diametro exterior r1 (mm)

Diametro interior r0 (mm)

19.6

19.2

Anillo

¿Cree Ud. que le servirá de algo este valor? ¿Por qué? Sí, porque a partir de este valor, será la comparación con nuestro experimento. IV. DATOS EXPERIMENTALES MONTAJE 1 – MÉTODO RAYLEIGH 1. Medidas realizadas para determinar la tensión superficial por el Método de Rayleigh. TABLA 01. Medida realizadas a temperatura ambiente. H2O

Alcohol

Ron

Líquido

ρ (g/cm3)

V (ml)

N (#gotas)

ρ (g/cm3)

V (ml)

N (#gotas)

ρ (g/cm3)

V (ml)

N (#gotas)

1

0.990

1

18

0.810

1

45

0.850

1

45

2

0.990

1

17

0.810

1

44

0.850

1

44

3

0.990

1

18

0.810

1

45

0.850

1

45

4

0.990

1

17

0.810

1

45

0.850

1

44

5

0.990

1

19

0.810

1

45

0.850

1

45

ELM

0.0005

0.05

0

0.0005

0.05

0

0.0005

0.05

0

E0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

Ea

0

0

0.374

0

0

0.2

0

0

0.245

ΔX

0.0005

0.05

0.374

0.0005

0.05

0.2

0.0005

0.05

0.245

Ya que la densidad y el volumen tienen las 5 medidas iguales entonces: 𝑬𝒓𝒓𝒐𝒓 𝒅𝒆 𝒍𝒆𝒄𝒕𝒖𝒓𝒂 𝒎í𝒏𝒊𝒎𝒂 = 𝑬𝒓𝒓𝒐 𝒂𝒃𝒔𝒐𝒍𝒖𝒕𝒐

9 EXP. N° 06 – DENSIDAD DE SÓLIDOS Y LÍQUIDOS

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Para N (H2O): 18+17+18+17+19



𝑥̅ =



𝜕=√



𝐸a =

5

= 17.8

(17.8−18)2 +(17.8−17)2 +(17.8−18)2 +(17.8−17)2 +(17.8−19)2 5

0.748 √5−1

= 0.748

= 0.374 ∴ ∆𝑥 = 0.374

Para N (Alcohol): 45+44+45+45+45



𝑥̅ =



𝜕=√



𝐸a =

5

= 44.8

(44.8−45)2 +(44.8−44)2 +(44.8−45)2 +(44.8−45)2 +(44.8−45)2 5 0.4

√5−1

= 0.4

= 0.2 ∴ ∆𝑥 = 0.2

Para N (Ron): 45+44+45+44+45



𝑥̅ =



𝜕=√



𝐸a =

5

= 44.6

(44.6−45)2 +(44.6−44)2 +(44.6−45)2 +(44.6−44)2 +(44.6−45)2

0.490 √5−1

5

= 0.490

= 0.245 ∴ ∆𝑥 = 0.245

MONTAJE 2 - MÉTODO DEL ANILLO 2. Medidas realizadas para la fuerza de tensión superficial promedio usando el método del anillo. TABLA 02. Valores promedio de la fuerza de tensión superficial. 1

2

3

4

5

FPROMEDIO

ΔF

0.00846

0.00826

0.00836

0.00816

0.00846

0.00834

0.000077

F

10 EXP. N° 06 – DENSIDAD DE SÓLIDOS Y LÍQUIDOS

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F1

1 0.0082

2 0.0087

3 4 5 0.0083 0.0085 0.0086

Fpromedio 0.00846

F2

1 0.0084

2 0.0083

3 4 5 0.0083 0.0082 0.0081

Fpromedio 0.00826

F3

1 0.0084

2 0.0082

3 4 5 0.0084 0.0085 0.0083

Fpromedio 0.00836

F4

1 0.0085

2 0.0083

3 0.0081

5 0.0079

Fpromedio 0.00816

F5

1 0.0087

2 0.0084

3 4 5 0.0085 0.0083 0.0084

Fpromedio 0.00846

4 0.008

11 EXP. N° 06 – DENSIDAD DE SÓLIDOS Y LÍQUIDOS

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RESULTADOS 1. ¿Cuál es la tensión superficial de los líquidos usados trabajando el método de Rayleigh a temperatura ambiente? Utilice la ecuación 5 para los cálculos con sus errores respectivos Líquido

H2O

Alcohol

Ron

∝ (dina/cm)

∴ ∝= 89.6 ± 5.6 (dina/cm)

∴ ∝= 29.0 ± 1.72 (dina/cm)

∴ ∝= 30.6 ± 1.8 (dina/cm)

Para el H2O:     

𝜌 = 0.990± 0.0005 (g/cm3) = (0.990 ± 0.0005)x10-3 kg/cm3 𝑉 = 1 ± 0.05 (ml) 𝑁 = 17.8 ± 0.374 𝑅 = 0.16 ± 0.005 (cm) 𝑔 = 9.78 (m/s2)

Para hallar ∝: 5 𝜌𝑉

∝= 19 𝑁 𝑅 𝑔 5 (0.990 ±0.0005)𝑥10−3 𝑘𝑔/𝑐𝑚3 (1±0.05)𝑚𝑙 (9.78)𝑚/𝑠 2 (0.16±0.005)𝑐𝑚 (17.8 ±0.374)

∝= 19

∴ ∝= 89.6 ± 5.6 (dina/cm) Para el Alcohol:     

𝜌 = 0.810± 0.0005 (g/cm3) = (0.810 ± 0.0005)x10-3 kg/cm3 𝑉 = 1 ± 0.05 (ml) 𝑁 = 44.8± 0.2 𝑅 = 0.16 ± 0.005 (cm) 𝑔 = 9.78 (m/s2)

Para hallar ∝: ∝= ∝=

5 𝜌𝑉 𝑔 19 𝑁 𝑅 (0.810 5 ±0.0005)𝑥10−3 𝑘𝑔/𝑐𝑚3 (1±0.05)𝑚𝑙 (9.78)𝑚/𝑠 2 (0.16±0.005)𝑐𝑚 19 (44.8 ±0.2)

∴ ∝= 29.0 ± 1.72 (dina/cm)

12 EXP. N° 06 – DENSIDAD DE SÓLIDOS Y LÍQUIDOS

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Para el Ron:     

𝜌 = 0.850± 0.0005 (g/cm3) = (0.850 ± 0.0005)x10-3 kg/cm3 𝑉 = 1 ± 0.05 (ml) 𝑁 = 44.6± 0.245 𝑅 = 0.16 ± 0.005 (cm) 𝑔 = 9.78 (m/s2)

Para hallar ∝: 5 𝜌𝑉

∝= 19 𝑁 𝑅 𝑔 5 (0.850 ±0.0005)𝑥10−3 𝑘𝑔/𝑐𝑚3 (1±0.05)𝑚𝑙 (9.78)𝑚/𝑠 2 (0.16±0.005)𝑐𝑚 (44.6 ±0.245)

∝= 19

∴ ∝= 30.6 ± 1.8 (dina/cm)

2. 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. Líquido

H2O

α N/m

68 ± 6 din/cm

MÉTODO DEL ANILLO 𝜶=

𝑭 𝟐𝒙𝒍

FUERZA 𝐹̅ = 0.00834 Dónde: ∑(𝒙 ̅−𝑋)2

𝜎=√ 𝐸𝑎 =

𝑛

𝜎 √𝑛−1

= 0.000117

= 0.000058

Ei = 0.00005 N (error del sensor) 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 = √𝐸𝑖 2 + 𝐸𝑎2 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 = 0.000077  α = 0.00834 ± 0.00005 N 13 EXP. N° 06 – DENSIDAD DE SÓLIDOS Y LÍQUIDOS

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LONGITUD 𝑟𝑖 +𝑟𝑒 ) 2

Como 𝑙 = 2𝜋 𝑥 (

𝑟𝑖 +𝑟𝑒 2

𝒓̅ =

DIÁMETRO DEL ARO

RADIO DEL ARO

INTERNO (𝒓𝒊 )

19.2

9.6

EXTERNO (𝒓𝒆 )

19.6

9.8

= 9.7

Dónde: ∆𝑟 = 0.025 mm  r = 9.7 ± 0.025 mm 𝑙 = 60.947 ± 0.157 mm  2 𝑥 𝑙 = 121.894 ± 0.314 mm  2 𝑥 𝑙 = 0.121894 ± 0.000314 m 𝐹

Como 𝛼 = 2 𝑥 𝑙 𝐹̅ 0.00834 𝛼̅ = = = 0.068 𝑁/𝑚 2𝑥 𝑙 ̅ 0.121894 ∆𝛼 =

𝐹̅ ∆𝐹 2 ∆2𝑥𝑙 2 𝑥 √( ) + ( ) = 0.068 𝑥 √0.0026 + 0.006 = 0.006 𝐹̅ 2𝑥 𝑙 ̅ 2𝑥 𝑙 ̅

 α = 0.068 ± 0.006 N/m Como

𝑚

𝑁 = 𝐾𝑔 𝑥 𝑠2 𝑁

Entonces 𝑚 = 1000

↔

𝑑𝑖𝑛 = 𝑔 𝑥

𝑐𝑚 𝑠2

𝑑𝑖𝑛 𝑐𝑚

 α = 68 ± 6 din/cm

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VI. EVALUACIÓN 1. Determine el error relativo porcentual obtenido. Evaluar si éste se encuentra en el valor estimado del error total. Error Relativo Porcentual (%) Método de Rayleigh

Método del anillo

H2O

6.3%

8.8%

Alcohol

5.9%

------------------------------

Ron

5.9%

------------------------------

Para el agua: (Método de Rayleigh) 𝛥𝑋 = 0.0056 N/m 𝑥̅ = 0.0896 N/m 𝐸𝑟 = ¿ ? 𝐸𝑟 = 𝐸𝑟 =

𝛥𝑋 𝑥̅ 0.0056 0.0896

𝐸𝑟 = 0.0625 𝐸𝑟% = 100𝐸𝑟 𝐸𝑟% = 100(0.063) 𝐸𝑟% = 6.3%

Para el agua: (Método del anillo) 𝛥𝑋 = 0.006 N/m 𝑥̅ = 0.068 N/m 𝐸𝑟 = ¿ ? 𝐸𝑟 = 𝐸𝑟 =

𝛥𝑋 𝑥̅ 0.006 0.068

𝐸𝑟 =0.088 𝐸𝑟% = 100𝐸𝑟 𝐸𝑟% = 100(0.09) 𝐸𝑟% = 8.8%

15 EXP. N° 06 – DENSIDAD DE SÓLIDOS Y LÍQUIDOS

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Para el alcohol: (Método de Rayleigh) 𝛥𝑋 = 0.00172 N/m 𝑥̅ = 0.029 N/m 𝐸𝑟 = ¿ ? 𝐸𝑟 = 𝐸𝑟 =

𝛥𝑋 𝑥̅ 0.00172 0.029

𝐸𝑟 = 0.059 𝐸𝑟% = 100𝐸𝑟 𝐸𝑟% = 100(0.059) 𝐸𝑟% = 5.9%

Para el ron: (Método de Rayleigh) 𝛥𝑋 = 0.0018 N/m 𝑥̅ = 0.0306 N/m 𝐸𝑟 = ¿ ? 𝐸𝑟 = 𝐸𝑟 =

𝛥𝑋 𝑥̅ 0.0018 0.0306

𝐸𝑟 = 0.059 𝐸𝑟% = 100𝐸𝑟 𝐸𝑟% = 100(0.059) 𝐸𝑟% = 5.9%

2. Determine el error experimental porcentual obtenido. Error Relativo Porcentual (%) Método de Rayleigh

Método del anillo

H2O

-24%

5.6%

Alcohol

-31.8%

------------------------------

Ron

-35.4%

------------------------------

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Para el agua: : (Método de Rayleigh) Valor teórico del agua: 0.072 𝑁⁄𝑚 Valor experimental del agua: 0.0896 𝑁⁄𝑚 𝐸𝐸𝑥𝑝% = | 𝐸𝐸𝑥𝑝% = |

𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑇𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜−𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝐸𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙 |× 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑇𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜 0.072 − 0.0896 0.072

100

| × 100

𝐸𝐸𝑥𝑝% = -24%

Para el agua: (Método del anillo) Valor teórico del agua: 0.072 𝑁⁄𝑚 Valor experimental del agua: 0.068 𝑁⁄𝑚 𝐸𝐸𝑥𝑝% = | 𝐸𝐸𝑥𝑝% = |

𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑇𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜−𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝐸𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙 |× 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑇𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜 0.072 − 0.068 0.072

100

| × 100

𝐸𝐸𝑥𝑝% = 5.6%

Para el alcohol: (Método de Rayleigh) Valor teórico del alcohol: 0.022 𝑁⁄𝑚 Valor experimental del alcohol: 0.029 𝑁⁄𝑚 𝐸𝐸𝑥𝑝% = | 𝐸𝐸𝑥𝑝% = |

𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑇𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜−𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝐸𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙 |× 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑇𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜 0.022 − 0.029 0.022

100

| × 100

𝐸𝐸𝑥𝑝% = -31.8%

17 EXP. N° 06 – DENSIDAD DE SÓLIDOS Y LÍQUIDOS

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Para el ron: (Método de Rayleigh) Valor teórico del ron: 0.0226 𝑁⁄𝑚 Valor experimental del ron: 0.0306 𝑁⁄𝑚

𝐸𝐸𝑥𝑝% = | 𝐸𝐸𝑥𝑝% = |

𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑇𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜−𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝐸𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙 |× 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑇𝑒ó𝑟𝑖𝑐𝑜 0.0226 − 0.0306 0.0226

100

| × 100

𝐸𝐸𝑥𝑝% = -35.4%

3. Según los resultados obtenidos en las tablas anteriores. ¿Cuál de los dos métodos trabajados es más preciso para determinar la tensión superficial? Un método muy aceptado por los códigos de construcción actuales es el Método de Rayleigh, el cual permite calcular con buena aproximación la frecuencia fundamental de un sistema de grados de libertad mediante un proceso relativamente sencillo. Este método fue desarrollado utilizando la ley de la conservación de la energía, permitiendo analizar sistemas de múltiples grados de libertad como un sistema equivalente de un grado de libertad, en función de una sola coordenada generalizada. El método del anillo (anillo de Du Nouy) es uno de los más conocidos. Se mide la fuerza adicional ΔF que hay que ejercer sobre un anillo de aluminio justo en el momento en el que la lámina de líquido se va a romper.

4. Compare los valores de coeficiente de tensión superficial del agua respecto a los otros líquidos. ¿Hay grandes diferencias? Explique por qué. Con respecto a la tensión superficial del agua, alcohol y ron vemos que tanto en sus valores teóricos como experimentales que tienen una diferencia relativamente alta, entonces se puede ver que el agua destaca entre los tres por tener mayor resistencia.

18 EXP. N° 06 – DENSIDAD DE SÓLIDOS Y LÍQUIDOS

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5. De cinco ejemplos de aplicación práctica del fenómeno de tensión superficial en los campos de: ciencia, tecnología y el hogar. 









Caminar sobre el agua Pequeños insectos, como el zancudo de agua pueden caminar sobre el agua debido a que su peso no es suficiente para penetrar en la superficie. Aguja flotante Si se coloca en la superficie, una pequeña aguja se puede hacer flotar en la superficie del agua a pesar de que es varias veces más densa que el agua. Si la superficie se agita para romper la tensión superficial, a continuación, la aguja rápidamente se va al fondo. Carpa común son de material impermeable en el que la tensión superficial del agua puente de los poros en el material finamente tejido. Pero si usted toca la tienda de material con el dedo, es romper la tensión superficial y la lluvia pasa a través de ella. Jabones y detergentes ayudar a la limpieza de ropa por la reducción de la tensión superficial del agua a fin de que se absorbe más fácilmente en los poros y las superficies manchadas. Prueba clínica de ictericia Normal de la orina tiene una tensión superficial de alrededor del 66 dinas / cm, pero si está presente la bilis (una prueba para la ictericia), que bajan hasta 55. Hay en la prueba, en polvo de azufre se rocía sobre la superficie de la orina. Que flotan en la orina normal, pero si se va al fondo es por la baja TS que se produce a por la bilis.

19 EXP. N° 06 – DENSIDAD DE SÓLIDOS Y LÍQUIDOS

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6. Elabore el diagrama de cuerpo libre del anillo usando el método automatizado.

7. ¿Cuál es la dependencia del coeficiente de tensión superficial con la temperatura? ¿Qué sucede con el coeficiente de tensión superficial a altas y bajas temperaturas? La tensión superficial y la temperatura presenta una fuerte dependencia, ya que entre ello existe una relación inversamente proporcional (IP) esto quiere decir que, la tensión superficial disminuye cuando la temperatura aumenta y que aumente cuando la temperatura disminuye. Para casi todos los líquidos, la tensión superficial decrece linealmente con la temperatura siguiendo la ecuación: 𝛾 = 𝛼(𝑇0 − 𝑇) Donde T0 es una temperatura cercana a la temperatura crítica (para el agua, la temperatura crítica es 647.4 K).

20 EXP. N° 06 – DENSIDAD DE SÓLIDOS Y LÍQUIDOS

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8. Si la fuerza requerida para separar un anillo de platino de 4cm. De diámetro de la superficie de un líquido es de 18,6 g ¿Cuál es el valor de la tensión superficial del líquido? g= 9.8 𝒎/𝒔𝟐 m= 18.6 g 0.0186 Kg r= 2 cm 0.02 m

𝑭 = mg 𝑭 = 𝟎. 𝟎𝟏𝟖𝟔 × 𝟗. 𝟖 𝑭 = 𝟎. 𝟏𝟖𝟐 N 𝒍 = 𝟐𝝅𝒓 𝒍 = 𝟐𝝅(𝟎. 𝟎𝟐) 𝒍 = 𝟎. 𝟏𝟐𝟔 𝒎 𝜶=

𝜶=

𝑭 𝟐𝒍

𝟎. 𝟏𝟖𝟐 𝟐(𝟎. 𝟏𝟐𝟔)

𝜶 = 𝟎. 𝟕𝟐 𝑵⁄𝒎

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FGMMG - UNMSM

EAP INGENIERÍA CIVIL

VII. CONCLUSIONES  De la experiencia realizada se concluye que el coeficiente de tensión superficial depende de la temperatura de manera inversa, ya que disminuye a medida que aumenta la temperatura.  Se concluye que el que tiene mayor coeficiente de tensión superficial que el alcohol y el ron y otros líquidos, esto debido a que las fuerzas intermoleculares entre las moléculas de agua representan alta energía por la existencia de los enlace puente de hidrógeno (EPH).  El fenómeno de tensión superficial está muy presente en nuestra vida cotidiana, este fenómeno explica muchos fenómenos característicos de los líquidos, como la formación de gotas cuando el líquido sale a través de orificios pequeños, la formación de espuma, etc.  Se puede concluir que debido a la tensión superficial las moléculas de los líquidos se atraen unas a otras por tanto las que se encuentran en la superficie estarán atraídas a las del interior así también serán atraídas por las moléculas del recipiente que los contiene.

VIII. RECOMENDACIONES  Al ingresar al laboratorio a realizar las experiencias tener presente que es un lugar de TRABAJO que demanda mucha atención, orden y responsabilidad.  Para la experiencia realizada se recomienda siempre al tomar datos, tomar la mayor cantidad de veces para disminuir los errores.  También es necesario al momento de dejar caer líquido de la bureta regular la caída de éste para poder contar mejor el número de gotas para el volumen elegido.  Se recomienda que al momento de tomar los valores de la fuerza de tensión superficial de la gráfica se tomen no sólo los máximos valores si no que donde la fuerza no varíe significativamente.  No se debe realizar ninguna experiencia sin comprender bien la finalidad del

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experimento, antes de entrar a realizar su experimento del laboratorio debe estar perfectamente enterado de lo que se tiene que hacer y observar cualquier precaución en general. Guardar los materiales después de usarlos. Prestar atención a las indicaciones y recomendaciones.

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