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• Alexander Castro Martinez

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LABORATORIO N°4: DENDIDAD Y TENSION SUPERFICIAL

FUNDAMENTO TEORICO: El estudio de algunas de las propiedades de los materiales se hace más sencillo analizándolo con medios adecuados como el vacío o algunos fluidos, en este caso se referirá a la densidad de los cuerpos y a la propiedad innata de los líquidos llamada tensión superficial, para eso es necesario conocer algunas terminologías y recordar algunos conceptos así como reafirmarlos. 1. DENSIDAD Es una propiedad intensiva de los cuerpos referida a la cantidad de masa por unidad de volumen, es decir mientras que dos cuerpos sean del mismo material no importa la cantidad de masa o volumen que tengan siempre van a poseer la misma densidad bajo los mismos factores externos como la presión y temperatura. densidad=ρ=

m V

Ahora bien cuando el objeto posee distintas densidades en distintos puntos del mismo se utiliza la densidad media, cuando el material es homogéneo la densidad media es igual a la densidad del material. Para medir esta propiedad utilizaremos de ayuda el principio de Arquímedes.

2. PRINCIPIO DE ARQUIMIDES Cuando sumergimos un cuerpo en un líquido pareciese pesar menos y ser más resistente al movimiento bajo el líquido, existe un principio que hace referencia a este fenómeno.

¨Si un cuerpo esta parcial o totalmente sumergido en un fluido, este ejerce una fuerza hacia arriba sobre el cuerpo igual al peso del fluido desplazado.¨ A esta fuerza ejercida por el fluido se le denomina fuerza de empuje y teniendo como variables al volumen del líquido desalojado que es igual al volumen del cuerpo dentro del líquido, la gravedad y la densidad del líquido obtenemos la siguiente formula: Empuje=E=ρgV

Ahora bien esta fuerza al ser aplicada en un cuerpo y este al mantenerse estable se deduce que igual al peso del cuerpo que está flotando parcial o totalmente en el fluido y como no ejerce torque se infiere que esta sobre la misma línea o eje que el peso. De esta fórmula fácilmente se podría realizar el cálculo de la densidad del material, ya que si se tiene la densidad del líquido así como su masa, se obtendría el peso del mismo quedando como una variable su volumen que no es más que su densidad media multiplicada por su masa.

Ilustración 1 La corona y la piedra poseen la misma masa pero diferente volumen.

3. TENSION SUPERFICIAL Dentro de un líquido existe lo que se llama tensión superficial definido por la forma en que se las moléculas del líquido se atraen dentro y en la superficie del mismo. Una molécula en la superficie al tener solo otras moléculas que la atraen debajo de ella posee fuerzas de atracción resultante hacia abajo, mientras que una que está dentro no posee resultante ya que esta se anula por cada molécula que está en cada dirección. Esto genera que exista como una lámina invisible que cubre al líquido dando así algunos fenómenos que no parecieran ir acorde a la propiedad de densidades. (Un material más denso se posiciona más abajo que el otro).

Esto explica porque un clip de metal flota en el agua a pesar de que su densidad es mucho mayor que la del líquido o como en la lluvia las gotas poseen forma esférica

Ahora bien existe una forma de analizar cualitativamente

la

forma

en

que

se

manifiesta la tensión superficial, se le denomina Coeficiente de tensión superficial.

Ilustración 2 Diferencia entre las dos moléculas.

4. COEFICIENTE DE TENSION SUPERFICIAL Cuando aplicamos fuerza a un recipiente que ha estado en el agua se puede hacer notoria una pequeña resistencia a la fuerza que fue aplicada al momento de que el objeto esté a punto de salir del líquido. Ahora la forma de relacionar una fila o columna de moléculas del líquido que se oponen a la fuerza es con el coeficiente de tensión superficial. Entonces teniendo así la longitud de moléculas que se oponen por unidad de fuerza se logra lo siguiente: Coeficiente=

Fuerza F =γ = Longitud d e moleculas l