Fisica 2 Tension Superficial y Densidad

8/10/2019 Fisica 2 Tension Superficial y Densidad

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA

FACULTAD DE INGENIERA QUMICA Y TEXTIL

REA ACADMICA DE CIENCIAS BSICAS

INFORME N 04

DENSIDAD Y TENSION SUPERFICIAL

LABORATORIO DE FSICA II

FI 204B

Realizado por: NOTA

PAREDES YUCRA ,DAVID ESCUDERO CAJAVILCA, ALFONSO SALCEDO GUTIERREZ, PEDRO

Profesor responsable de la prctica:

ALTUNA DIAZ ISACC GABRIEL

REYES GUERRERO REYNALDO GREGORINO

Realizacin de la prctica: 20/10/14Entrega del informe : 03/11/14


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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERAFACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Y TEXTIL

LABORATORIO DE FSICA IIDENSIDAD Y TENSION SUPERFICIAL Pgina 1

INDICE

DENSIDAD

1OBJETIVO ................................................................................................ pag.2

2 EQUIPO .................................................................................................. pag.2

3 FUNDAMENTO TEORICO .............. .......... ......... .......... ......... ......... ......... pag.2

4 PROCEDIMIENTO .............................................................................. ..pag.3

5 CALCULOS Y RESULTADOS ...pag.4-5

TENSION SUPERFICIAL

4 OBJETIVO . ..pag.6

5 EQUIPO .................................................................................................. pag.7

6 FUNDAMENTO TEORICO .............. .......... ......... .......... ......... ......... ......... pag.8

7 METODOSpag.7 -8

8 CALCULOS YRESULTADOS .....pag.8-10

9 CONCLUSIONESpag.10

10 BIBLIOGRAFIA . pag.10


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DENSIDAD

1. OBJETIVO

Determinar la densidad media de algunos cuerpos mediante la aplicacin del Principiode Arqumedes.

2. EQUIPO

Tres objetos cuyas densidades medias se desea determinar. Un vaso grande Un recipiente Una pipeta sin graduar Una balanza con cinco jinetillos

3. FUNDAMENTO TEORICO

DENSIDAD:

La densidad es una propiedad intensiva de la materia definida como la relacin de lamasa de un objeto dividida por su volumen. La masa es la cantidad de materiacontenida en un objeto y comnmente se la mide en unidades de gramos (g). Elvolumen es la cantidad despacio ocupado por la cantidad de la materia y es

comnmente expresado en centmetros cbicos (cm3) o en milmetros (ml) (un cm3 esigual a 1 ml). Por consiguiente, las unidades comunes usadas para expresar ladensidad son gramos por milmetros (g/ml) y gramos por centmetros cbicos (g/cm3).Veamos un ejemplo.

Un ladrillo tpico tiene una masa de 2,268 g y ocupa un volumen de1,230 cm3.La densidad del ladrillo es por tanto: 2,268 g/1,230 cm3 = 1.84 g/cm3La densidad es un concepto fcil de confundir. Por ejemplo, muchas cosas quecomnmente creemos que son 'livianas' o 'pesadas' no tienen masas diferentes, pero sitienen densidades diferentes. Mire la tabla aqu mostrada para ver ejemplos de lasdensidades de substancias comunes.


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4. PROCEDIMIENTO:

1. Determinacin de la masa del cuerpo.

Con el objeto Q suspendido d el brazo mayor de la balanza, equilibrar a estamediante el contrapeso C. Luego retirar el objeto pero sin tocar el contrapeso yrestablecer el equilibrio de la balanza mediante la colocacin adecuada de los

jinetillos y tomar nota de la posicin de los jinetillos.

2. Determinacin del empuje

Equilibrar la balanza con el peso Q utilizando solamente el contrapeso C.Colocar bajo Q un recipiente con agua para sumergirlo totalmente y mediante los

jinetillos restablecer el equilibrio. Tomar nota de las nuevas posiciones de los jinetillos.


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5. Clculos y resultados

1. Determinacin de las masas

Tabla de datos:

materiales L 1x(2cm) L2x(2cm) L3x(2cm) L4x(2cm) L5x(2cm)Plomo 4 7 -------------- --------------- 6tecnopor 5 2 -------------- --------------- ---------------

Para el Plomo:

mPb .g.(10L) = m j1 .g.(4L) + m j2.g.(7L) + m j5.g.(6L)

mPb experimental = 19,26 g

mPb teorico = 19,5 g

= 1,23 %

Para el tecnopor:

m tecnopor .g.(10L) = m j1 .g.(5L) + m j2 .g.(2L)

m tecnopor experimental = 2,46 g

m tecnopor teorico = 2,4

= 2.5 %

jinetillos 1 2 3 4 5

Masa (gr) 1,0 9,8 10,0 10,2 20,0


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2. Determinacin de los volmenes y de las densidades

Tabla de datos

mPb experimental = 19,26 g

Para el plomo:

( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )( ) ( )

( )

=12,50

10,23 %

Para el tecnopor:

( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )

( ( )) ( )( ) ( ) ( ) ( )

( )

=

materiales L 1x(2cm) L2x(2cm) L3x(2cm) L4x(2cm) L5x(2cm)Plomo 8 4 1 -------------- 6Tecnopor +plomo

8 --------------- 2 4 6


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Tensin superficial

1. Objetivo

Determinar el coeficiente de tensin superficial de un lquido.

2. Equipo

Una balanza de tipo Mohr westphal. Un recipiente con agua, y un poco de detergente Un recipiente vacio Un pipeta Un vasito de plstico Un anillo Un dispositivo formado por dos tubitos con hilo y un soporte Una regla milimetrada

3. Fundamento terico

Se llama tensin superficial a la fuerza que acta por unidad de longitud de unapelcula elstica que se extiende (como la que forma una burbuja de jabn, una gotade agua o un globo hinchado). Alternativamente, la tensin superficial, se puede definircomo la proporcin de aumento de la energa superficial con el rea y, en este caso, semedir en unidades de energa/superficie (J/m2 = N/m). Se suele representar con laletra (gamma).Termodinmicamente la tensin superficial es un fenmeno de superficie y serelaciona con la tendencia de un lquido a disminuir dicha superficie hasta que su

energa de superficie potencial es mnima (condicin necesaria para que el equilibriosea estable). Como la esfera presenta un rea mnima para un volumen dado, por laaccin de la tensin superficial, la tendencia de una porcin de un lquido lleva a formaruna esfera (por ejemplo, gotas de agua) o a que se produzca una superficie curva omenisco cuando est en contacto un lquido con un recipiente. La tensin superficial esresponsable de fenmenos como la resistencia que presenta un lquido a lapenetracin de su superficie, de la tendencia a la forma esfrica de las gotas de unlquido, del ascenso de los lquidos en los tubos capilares y de la flotacin de objetos uorganismos en la superficie de los lquidos.


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4. Mtodos

Primer mtodoUn anillo con su plano en posicin horizontal se sumerge en un lquido. Al pretenderextraer el anillo del lquido se nota que es necesario ejercer una fuerza superior al peso

del anillo. Esto se debe a que en el instante de la separacin se forma una pelculasuperficial en el interior y otra en el exterior del anillo. El valor de esta fuerza adicionaldividida entre el doble de la longitud del anillo viene a ser el coeficiente de tensinsuperficial del lquido.

Segundo mtodo

En este mtodo se utiliza un sistema formado por dos tubitos de vidrioatravesados por un hilo muy delgado y liviano; adems uno de los tubos tieneatravesado un alambre que posteriormente servir para suspender el sistema.Se sumerge este dispositivo en una solucin de agua y detergente y luego alretirarlo se observa una pelcula que se contrae debido a la tensin superficial.


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5. Clculos y resultados

Determinacin del coeficiente de tensin superficial del agua

Datos:D= 5,1 cmd= 4,9 cmg= 9,81 m/s 2

m aro = 2 gr

m aro .g.(10L)+ F

.(10L) =

( ) ( )

F =0.024 N

Donde:

() Considerando cos=1 y reemplazando datos:

( ) ( )

= 4,94 %

a. Demuestre la formula dada.

=


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Luego de retirar el dispositivo de la solucin de agua y detergente se observauna pelcula que se contrae debido a la tensin superficial.

En el tubo inferior, al mantenerlo en forma horizontal se observa que la tensinayuda a soportar el peso del tubo inferior y adems y adems obliga a los hilos

a formar una curva, esta se considera como un arco de circunferencia si sedesprecia el peso del hilo.

Tubo inferior:

F: fuerza debido a la tensin superficial

F= L F = 2(2a)

En equilibrio se cumple.

= P-2 (2a) 2T sen = 0P = 4 a + 2Tsen ..(1 )

Tambin en el eje x tenemos.

= 04h 2Tcos = 0 4h = 2Tcos ..(2)

De (1) y (2 ) v se tiene

( )

a

b

R


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De la figura de se obtiene las relaciones correspondientes

h.tan =

( )

Finalmente reemplazando

( )

b. Sumerja el sistema formado por los tubitos de vidrio y el hilo en una

solucin jabonosa, luego suspndalo en su soporte a fin de medir lasmagnitudes necesarias para poder calcular el coeficiente de tensinsuperficial mediante la frmula anterior.

6. Conclusiones

La fuerza del agua, con la cual se forma una capa en ella, se llama TensinSuperficial.

Debido a la tensin superficial ciertos insectos pueden andar por el agua,debiendo ser su peso menor al de ruptura de la capa.

Cada lquido tiene diferente tensin superficial debido a las fuerzasintermoleculares que existen en la interface de cada lquido.

Al agregar detergente (sustancia tenso activo), el agua cambia su tensinsuperficial

La superficie de un lquido acta como una membrana tensa por la accinde la tensin superficial. Esta fuerza es bastante dbil y se rompe confacilidad.

7. Recomendaciones:

Graduar correctamente la balanza de tipo Mohr Westphal para que losresultados nos den un error mnimo.

Para que las muestras (objetos) se sumerjan completamente, llenar casi en su

totalidad de agua el recipiente.


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8. Bibliografa http://es.wikipedia.org/wiki/Tension_superficial

http://es.wikipedia.org/wiki/Densidad http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/fluidos/estatica/arquimedes/arquimedes.

Serway Fsica para las ciencias y la ingeniera Timoreva MIR. Curso fsica general. Tomo I Sears Zemansky- Fsica Universitaria

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