Tension Superf Lab 5

7/28/2019 Tension Superf Lab 5

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UNIVERSIDAD NACIONALMAYOR DE SAN MARCOS

(Universidad del Per, Decana De Amrica)

EXPERIENCIA N 05CURSO :LABORATORIO DE FISICA II

TEMA :TENSION SUPERFICIAL

PROFESOR :

ALUMNOS :

Carrasco Melndez RogerCierto Solis Miguel

Concepcin Garca Jos

Huilca Muoz Alvaro

Eugenio Mendez Eduardo

Ciudad Universitaria, abril del 2013


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2 UNMSMCONSTANTES ELASTICAS DE LOS MATERIALES

TENSIN SUPERFICIAL

La superficie de cualquier lquido se comportacomo si sobre esta existe una membrana a

tensin. A este fenmeno se le conoce como

tensin superficial. La tensin superficial de

un lquido est asociada a la cantidad de

energa necesaria para aumentar su superficie

por unidad de rea.

I. OBJETIVOS Determinar el coeficiente de tensin superficial de los lquidos, utilizando el

mtodo de Rayleigh (clsico) y mediante el uso de un equipo automatizado

(Cobra 3 Basic-Unit).

As mismo, poder comprobar la relacin inversa entre la variacin detemperatura y la tensin superficial.

II. MATERIALES / EQUIPOS Mtodo Rayleigh (Clsico) 1 Soporte Universal 1 Bureta, medir dimetro externo 1 Vaso de precipitados 1 Clamp 1 Termmetro Lquidos: agua, alcohol, ron


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EQUIPO AUTOMATIZADO (COBRA3 BASIC-UNIT)

1 aro de medida de tensin superficial de dimetro promedio

19.5mm

1 PC con Windows XP

1 cobra 3 basicunit

1 fuente de poder de 12 V/2A

1 software cobra3 forc/telsa1 modulo de medicin de newton

1 sensor newton

1 trpode base

1 varilla de 25 cm

1 cubeta preti, d=20cm1 pao

1 probeta de 100ml1 accesorios de conexin

1 plataforma de elevacin vertical

1 cronometro


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TABLA N 01

Lquidos Alcohol

(g/cm3

)

V

(ml)

N

(# degotas)

(g/cm3

)

V

(ml)

N

(# degotas)

1 0.99

(g/cm3)1 21 0.875

(g/cm3)1 48

2 0.99(g/cm3)

1.5 29 0.875(g/cm3) 1.5 703 0.99

(g/cm3)2 38 0.875

(g/cm3)2 98

4 0.99

(g/cm3)

2.5 48 0.875(g/cm3) 2.5 1275

0.99

(g/cm3)

3

57 0.875

(g/cm3)

3

150

Errortotal

(dina/cm)

HALLANDO EL ERROR PARA LA TABLA 1:


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PARA EL AGUA: Para el volumen su error instrumental es: y su Ea=0

El valor del radio lo hemos tomado una sola vez por lo tanto su Ea = 0

El radio es medido con el vernier su error instrumental seria Ei=0.0025mm

Hallamos el coeficiente de tensin superficial para el 3er caso:

())

Y usamos la anterior frmula para hallar las otras tensiones del agua:

Y as obtenemos la tensin promedio:


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PARA EL ALCOHOL: Al igual que el caso anterior su Ea=0 y su error instrumental es:

El valor del radio lo hemos tomado una sola vez por lo tanto se error Ea =0.

El radio es medido con el vernier su error instrumental seria Ei=0.0025mm Hallamos el coeficiente de tensin superficial para el 3er caso:

())

Y usamos la frmula anterior para hallar las otras tensiones del alcohol:

Y as obtenemos la tensin promedio:


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HALLANDO EL ERROR PARA LA TABLA 2:

El valor del radio lo hemos tomado una sola vez por lo tanto se error Ea =0.

El radio es medido con el vernier su error instrumental seria Ei=1/20 )cmHallando

N:

N(promedio)=40

Ea=

N= N =

g =9.79 m/s2= 979 cm /s

TABLA N02 EN BAO MARA LQUIDO AGUA

(g/cm3) V(ml) N(# DE GOTAS)

1 0.921 (g/cm3) 2 402 0. 921 (g/cm3) 2 413 0. 921 (g/cm3) 2 394 0. 921 (g/cm3) 2 40

PROMEDIO 0.921(g/cm ) 2 40ERRORTOTAL

(DINA/CM)


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Hallando el coeficiente de tensin superficial

)

Equipo automatizado:Para incrementar el rea de la superficie

en un lquido en un A, se debe realizar

un trabajo E. Donde, es la energa superficialespecfica y es idntica con la tensin

superficial:

La fuerza F acta tangencialmente en el

borde de la longitud l del aro a fin de

mantener la pelcula liquida. Cuando

usamos un aro de medicin de radio r, la

longitud del borde es l = 2r.

MONTAJE 2MTODO DEL ANILLOFamiliarices con el equipo sensor de la unidad bsica (Cobra 3) y monte el

diseo experimental de la Figura 3.

PROCEDIMIENTO1. Vierta lquido en la cubeta Petric hasta la mitad.2. Suspenda el aro del gancho del sensor Newton. No sumerja aun el anillo

en el lquido.

3. Utilizando la plataforma de elevacin vertical, girando la manija negra,sumerja lentamente el aro hasta que est completamente cubierto por el

lquido de estudio.

4. Con ayuda del profesor calibre el sensor.


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5. Evite cualquier movimiento en la mesa de trabajo, ya que elsistema es altamente sensible.

6. Inicie la medicin en software men.7. Con la ayuda de la plataforma de elevacin vertical, descienda

cuidadosamente la cubierta petric hasta que observe que la pelcula de

interface del liquidoeste tensionada hasta el lmite. (figura 4).

8. Mantenga el aro tensionado por un tiempo de 10 s.9. Al termino de los 10 s suba cuidadosamente la cubierta petric con la

ayuda de la platadorma de elevacin.

10.Repita los pasos ( c ) al ( e ) al menos 4 veces.11.Detenga la medicin.


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12.De la grafica fuerzas vs tiempoque arroja el programa (figura

7), seleccione los datos

correspondientes a la zona de

mxima tensin y copie los

datos a una hoja de clculo

Excel y obtenga el promedio

para cada grupo de datos

(fuerza tensora).

VALORES PROMEDIO DE LA FUERZA DE TENSION SUPERFICIAL

FA1 2 3 4 5 PROMEDIO ERROR

0.007698 0.007735 0.00801 0.007843 0.007864 0.00783


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IV. Cuestionario

1. Para el equipo automatizado, determine el coeficiente de tensinsuperficial utilizando la ecuacin 7.Con su errorcorrespondiente. Recuerde que la longitud l del aro debe estar enmetros.

Utilizando los datos de la siguiente tabla

Utilizando la frmula 7:

Datos:

Para determinar el error del coeficiente se utilizo las siguientes relaciones:

Entonces:

1 2 3 4 5 promedio error(Ei + Ea)

0.00769853 0.00773529 0.00801 0.00784324 0.0078641

0.5*10 -4 0.5*10 -4 0.5*10 -4 0.5*10 -4 0.5*10 -40.007830232 2.39*10^-4

F


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2. Calcule el error porcentual y evale si este se encuentra en el valorestimado en el error total.

Calculando el error porcentual

El error porcentual no se encuentra totalmente dentro del valor total, ya

que este es mayor que el error total.

3. De cinco ejemplos de aplicacin prctica del fenmeno de tensinsuperficial: En los campos de: ciencia, tecnologa y el hogar.

Campos de ciencia, tecnologa y el hogar.

La tensin superficial est relacionado con

El poder de jabn para limpiar.

Formacin de espumas. Los insectos pueden permanecer suspendidos sobre el agua La capilaridad, fenmeno que permite las plantas llevar agua desde

las races hasta la parte ms alta del tallo.

El que se moje una tela normal, pero no la de un impermeable. La forma esfrica de las gotas.

4. El dimetro exterior e interior del aro son: 20.0mm y 19.0mm. Hallela longitud sobre la cual la superficie tensora del lquido hace suaccin.

Este va ser un anillo por lo cual tomaremos las medidas por los dos lados

entonces:

L=l1+l2 =2pi (10mm) +2pi (9.5mm) =39pimm

L=39pimm


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5. Compare los resultados de ambos mtodos Cul es su opinin al

respecto?Ambos mtodos usados se basan en las mediciones tomadas por el

experimentador, sin embargo el primer mtodo (el mtodo de Rayleigh)presenta algunas desventajas ya que se basa en mediciones algo

rudimentarias para nuestra poca, las cuales pueden o no poseer un gran

margen de error, dependiendo de la calidad de los instrumentos y la

capacidad de medir del experimentador.

El segundo mtodo es una forma automatizada de medir, la cual usa un

sistema electrnico muy preciso, con lo cual casi se puede descartar algn

error de lectura, as como los errores cometidos por los experimentadores.Esto se demuestra en los resultados obtenidos en las mediciones,

comparando los cuadros en los que se trabajo los datos.

V. Conclusiones:

1. La tensin superficial disminuye con el aumento de la temperatura.Tambin hemos podido determinar que a veces la tensin superficial

depende de la naturaleza que el lquido tenga.

2. Las medidas de una capa de agua jabonosa que se forma cuandosobre se deposita un objeto sobre la misma, demuestran que la

expansin de las molculas que actan sobre dicho cuerpo generan

una superficie cuya rea es proporcional a la tensin superficial del

lquido.3. El estudio de la Tensin Superficial es muy importante porque de

sta dependen algunos fenmenos tales como la mojabilidad de los

slidos por los lquidos, as como la elevacin capilar de los lquidos.


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VI. Recomendaciones:

1. Se recomienda a los alumnos tener cuidado al momento demanipular los instrumentos ya que algunos son de vidrio y presentan

gran fragilidad, asi tambin se sugiere tener cuidado al momento de

manipular el tensimetro electrnico, pues este es un aparato de gran

precisin y es fcilmente desclibrable.

2. Prestar total atencin al momento de ejecutar la primera experiencia,pues as minimizaremos los riesgos de cometer errores y se podr

trabajar ms rpida y efectivamente.

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