Guia Fii 2013 II Doc Xd (2)

Universidad del Perú, DECANA DE AMÉRICA

FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICASDEPARTAMENTO ACADÉMICO DE FÍSICA INTERDISCIPLINARIA

LABORATORIO DE CALOR, TERMODINÁMICA, FLUIDOS Y ONDAS

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS

DEPARTAMENTO DE FÍSICA INTERDISCIPLINARIA

LABORATORIO DE

“CALOR, TERMODINÁMICA, FLUIDOS Y ONDAS”

DecanoDr. ANGEL BUSTAMANTE DOMINGUEZ

Coordinador del Departamento Académico de Física InterdisciplinariaLic. Lucas Alvarado Pinedo

Jefe del Laboratorio de “CALOR, TERMODINÁMICA, FLUIDOS Y ONDAS” Lic. Pablo Ciro Alarcón Velazco

Adjuntos de Laboratorio de “CALOR, TERMODINÁMICA, FLUIDOS Y ONDAS” Lic. Marian Mejía SantillánLic. Mabel Tesillo Quispe

Bach. Vanessa Navarrete Sotomayor

MANUAL DE LABORATORIO DE FÍSICA II – NOVENA EDICIÓN

Editores: Vanessa A. Navarrete SotomayorCarolina Trujillo SaenzJosé Carlos Eche LlenqueMirian Mejia SantillanLuis Vilcapoma Lázaro

Revisión: Vanessa A. Navarrete SotomayorMirian Mejia SantillanJosé Carlos Eche LlenqueLuis Vilcapoma LázaroMabel Tesillo QuispeFanny Mori Escobar

Lima, marzo del 2013

Contenido

Experiencia Nº 1 Constantes Elásticas de los Materiales 3

Experiencia Nº 2 Experiencia de Melde 9

Experiencia Nº 3 Oscilaciones 14

Experiencia Nº 4 Densidad de los Sólidos y Líquidos 18

Experiencia Nº 5 Tensión Superficial 24

Experiencia Nº 6 Viscosidad 30

Experiencia Nº 7 Dilatación Térmica de Sólidos y Líquidos 34

Experiencia Nº 8 Calor Absorbido/Disipado y Convección 39

Experiencia Nº 9 Cambio de Fase de la Naftalina 51

Experiencia Nº 10 Calores específicos 55

Apéndice 59

Bibliografía 61

2

MANUAL DE LABORATORIO DE FÍSICA II 9ª Edición DAFI – FCF – UNMSM

CONSTANTES ELÁSTICAS DE LOS MATERIALESEXPERIENCIA N° 01

I. OBJETIVO

• Observar las características y condiciones de un resorte en espiral.• Determinar la constante elástica del resorte en espiral.

II. MATERIALES / EQUIPOS

2 Soporte universal 1 Resorte en espiral de acero1 Regla graduada de 1m de longitud 1 Juego de pesas más portapesas1 Regla metálica de 60cm de longitud 2 Sujetadores (nuez o clamp)1 Balanza de precisión de 3 ejes 1 varillas cuadradas de metal1 pinza

III. FUNDAMENTO TEÓRICO

Los sólidos cristalinos, en general, tienen una característica fundamental denominada “Coeficiente elástico”, que aparece como consecuencia de la aplicación de fuerzas externas de tensión o compresión, que permiten al cuerpo de sección transversal uniforme, estirarse o comprimirse.

Se dice que un cuerpo experimenta una deformación elástica, cuando recupera su forma inicial al cesar la fuerza que la produjo. Para poder comprobar este hechonotable, usaremos un resorte en espiral, al cual aplicaremos masas sucesivas y deacuerdo a la Ley de Hooke:

F(N) k=cte.=pendiente=∆F/∆xF = -κ x

Hallaremos su constante elástica “k”, la cual seobtendrá como la pendiente de la gráfica F vs x, ∆F

donde F es la fuerza aplicada y x el estiramientodel resorte en espiral desde su posición de ∆xequilibrio. x(m)

Las características elásticas de un material homogéneo e isotrópico quedan completamente definidas si se conocen las constantes elásticas: Módulo de Young (E) y el Coeficiente de Poisson (σ)

Cuando se flexiona una varilla, experimenta un alargamiento por su parte convexa y una contracción por la cóncava. El comportamiento de la varilla está determinado por el módulo de Young del material de que está hecha, de modo que el valor de dicho módulo puede determinarse mediante experimentos de flexión.

EXP. N° 01 CONSTANTE ELÁSTICA DE UN RESORTE 3


Utilizaremos una regla metálica, de sección transversal rectangular apoyada sobre dos extremos. Si se aplica una fuerza vertical (F) en el punto medio de la regla, la deformación elástica que esta experimenta es un descenso de dicho punto, llamada flexión (s), que por la ley de Hooke, es proporcional a la fuerza aplicada:

s = κ F

siendo k, la constante elástica que depende de las dimensiones geométricas de la varilla y del módulo de Young (E) del material:

1 L3

s F4E ab 3

siendo: L la longitud de la varilla a: el ancho de la varillab: la altura o espesor de la misma

Si F se mide en N. Y todas las longitudes en mm, entonces el módulo de Young se expresará en N/mm2.

IV. PROCEDIMIENTOMONTAJE 1

Monte el equipo, como muestra el diseño experimental.

1.Utilice la balanza para determinar los valores de las masas del resorte y del portapesas.

m (Resorte) = ………

m (Porta pesas) = ……….

¿Cree Ud. que le servirán de algo estos valores?¿Por qué?....................................................................................................................................................................................................................................

2.Cuelgue al resorte de la varilla y anote la posición de su extremo inferior.

Posición 1: ……………..

3.Coloque el portapesas en el extremo inferior del resorte y anote la posición correspondiente.


4.Coloque una pesa pequeña m ...... kg en el portapesas y anote la posición correspondiente.




Marque con un aspa cuál será en adelante su posición de referencia.

1 2 3

¿Por qué considera dicha posición? ........................................................

5.Adicione pesas a el portapesas, cada vez de mayores masas. En la Tabla 1 anote los valores de las posiciones x1 correspondientes (incluida la posición de referencia).

6.Retire una a una las pesas del portapesas. Anote las posiciones x 2

correspondientes y complete la tabla 1.

Recuerde que, x 1 x 2x

2

donde: x1 es la longitud cuando aumenta el pesox 2 es la longitud cuando disminuye el peso

Grafique la magnitud de la fuerza F versus la elongación media x .

Aplicando el método de mínimos cuadrados encuentre la curva de mejor ajuste.(Pegue aquí su gráfica, incluyendo los mínimos cuadrados)

Interprete físicamente la curva que encontró.………………………...........….…………………………………………………………………………...........….………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

Determine la constante elástica k del resorte;

k = ……………….

Tabla 1

N° m (kg) x1 (m) x 2 (m) (m) F (N)x1234567



MONTAJE 2

Monte el equipo, como muestra el diseño experimental.

1. Mida las dimensiones geométricas de la regla metálica:Longitud (L): …………………………Ancho (a): …………………………Espesor (b): ………………………..

2. Coloque la regla metálica en posición horizontal, apoyándola de modo que las marcas grabadas cerca de los extremos de esta descansen sobre las cuchillas.

3. Determinar la posición inicial del centro de la varilla con respecto a la escala vertical graduada. Posición inicial: ………………………………

4. Vaya cargando gradualmente la varilla, por su centro, y midiendo las flexiones correspondientes (s’). Anote los resultados en la tabla 2.l

5. Una vez que considere haber obtenido una deformación suficiente, descargue gradualmente la varilla, midiendo y anotando las flexiones correspondientes (s’’)

6. Con los resultados obtenidos, calcule el valor promedio de los pares de s’ y s’’ para cada carga. Anote en la Tabla 2.

Tabla 2

N° Carga s’ s’’ sm (kg) (mm) (mm) (mm)

1234567

EXPERIMENTO Nº 01 FECHA:CONSTANTE ELÁSTICA

ALUMNO:MATRÍCULA: VºBº del Profesor



V. EVALUACIÓN

1. Con los datos de la tabla 1, determinar la constante elástica en forma analítica.………………………...........….…………………………………………………………………………...........….………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

2. Graficar en papel milimetrado F(N) vs x(m) y calcular gráficamente la constante elástica.………………………...........….…………………………………………………………………………...........….………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

3. Usando los datos de la tabla 1 calcular la constante elástica por el método de mínimos cuadrados.………………………...........….…………………………………………………………………………...........….………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

4. Hallar el Error porcentual (E%), considerando como valor teórico el valor de la constante elástica hallada por el método de mínimos cuadrados.………………………...........….…………………………………………………………………………...........….………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

5. Determinar el Keq para resortes colocados en serie y paralelo respecto a una masa.………………………...........….…………………………………………………………………………...........….………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

6. Analice la razón existente de la diferencia de la constante elástica de dos diferentes resortes en espiral.………………………...........….…………………………………………………………………………...........….………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

7. Analizar y verificar la diferencia existente entre un muelle tipo espiral y un muelle tipo laminar o de banda.………………………...........….…………………………………………………………………………...........….………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

8. ¿Por qué el esfuerzo a la tracción es positivo y el esfuerzo a la compresión es negativo?………………………...........….…………………………………………………………………………...........….………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

9. Analice las fuerzas de cohesión y fuerzas de adherencia. Dé ejemplos………………………...........….…………………………………………………………………………...........….………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………



10. Determine para la regla metálica el valor del módulo de Young (E) en N/m2.

………………………...........….…………………………………………………………………………...........….…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

11. ¿Cuánto vale la energía elástica acumulada en esta barra en la máxima deformación?………………………...........….…………………………………………………………………………...........….…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

VI. CONCLUSIONES

………………………...........….………………………………………………………………………...........….…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….

VII. SUGERENCIAS / RECOMENDACIONES………………………...........….………………………………………………………………………...........….…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….


MANUAL DE LABORATORIO DE FÍSICA II – 9ª Edición DAFI – FCF – UNMSM

EXPERIENCIA DE MELDE (MOVIMIENTO VIBRATORIO)EXPERIENCIA N° 02

Franz Melde (11 marzo 1832 - 17 marzo 1901)

Físico alemán muy conocido por un experimento que realizó sobre las ondas estacionarias. El experimento de Melde se utiliza para determinar el patrón de las ondas estacionarias, medir la velocidad de una onda además de reconocer el fenómeno de la interferencia de ondas mecánicas.

I. OBJETIVO

• Investigar las ondas producidas en una cuerda vibrante.

II. EQUIPOS / MATERIALES

1Vibrador eléctrico 1 Cuerda delgada1Soporte universal y polea 1 Regla de madera / metálicaJuego de pesas y portapesas 1 Balanza digital


ONDAS TRANSVERSALES EN UNA CUERDA

El extremo de una cuerda ligera yflexible se ata a un vibrador defrecuencia f, el otro se fija a unportapesas y se hace pasar a través deuna polea fija, como se muestra en laFigura 1.

Las vibraciones producidas en elvibrador eléctrico perturban lacuerda, formando ondas que viajanhacia la polea donde se reflejan y vuelven a reflejarse en el otro extremo de la cuerda; así continúa su movimiento reiteradamente en el tiempo. Estas son ondas llamadas estacionarias, se obtienen sólo para tensiones apropiadas de la cuerda.

Se observan puntos de vibración de elongaciones nulas (nodo) y máximas (amplitud o antinodo). La distancia entre dos antinodos es media longitud de onda (λ / 2).

EXP. N° 2 EXPERIENCIA DE MELDE 9


ANÁLISIS

En el diagrama de la Figura 2se indican las fuerzas queactúan en los extremos deuna pequeña porción de lacuerda, de peso despreciable.

AB : Porción de cuerda,

υ νλ

T , T ' : Tensiones

Observe que debido a lacurvatura de la cuerda, las dos fuerzas realmente no son directamente opuestas. En el eje x, no hay desplazamiento de la porción de cuerda, por lo tanto: T 'X TX

En el eje y se tiene: T ' y Tsenα ' T ' y −Tsenα

La resultante de la porción: AB es,Fy T (senα '−senα )

Considerando que α , α ' son ángulos pequeños, de la figura se tiene:

F T (tgα '−tgα ) , F T∆(tgα ) T

∂(tgα )dx

y y ∂x

∂ξ ∂ ∂ξ ∂ 2ξtgα → f ( x, t ) , tgα es la pendiente F T dx T dx

∂x y ∂x ∂x ∂x2

Usando la segunda ley de Newton: ρdx

∂ 2ξ T ∂ 2ξ dx o

∂ 2ξ T ∂ 2ξ

∂t 2 ∂t 2 ρ ∂x 2∂x 2

Comparándola con la ecuación de la onda,

∂ 2ξ υ2 ∂ 2ξ

∂t 2 ∂x2

Se encuentra la velocidad de la onda en función lineal de masa ρ de la cuerda (kg/m), υ

longitud de la onda y la frecuencia es,

de la tensión T aplicada y la densidad T / ρ . La velocidad en función de la

De estas dos últimas relaciones se obtiene tensión aplicada en términos de la λ producida

T ρν 2λ2



IV. PROCEDIMIENTO

MONTAJE

Tome la cuerda completa, mida su masa, longitud y densidad.

masa mC = ……………… kg. longitud L = ……………… m. densidad ρ = …………… kg/m.

Monte el equipo según el diseño experimental de la figura 1, tal que la polea y el vibrador queden separados aproximadamente 1,5 m y la cuerda en posición horizontal.

Dibuje y describa una onda. Enuncie sus características:

………………………………………………………………………………….…………........………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

1. Coloque en el portapesas, pesas adecuadas buscando generar ondas estacionarias de 7 u 8 crestas (encontrará que la magnitud del peso es igual a la magnitud de la tensión en la cuerda, mg T ). Mida la “longitud de onda” λ producida (distancia entre nodo y nodo o entre cresta y cresta).

¿Qué son ondas estacionarias?

…………………………………………………………………………………..……........……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

2. Adicione pesas a fin de obtener ondas estacionarias de 6, 5, 4 y 3 antinodos. Mida la longitud de onda siguiendo el procedimiento anterior. Anote los valores correspondientes en la Tabla 1.

Tabla 1

Nº de cresta T (N) λ (m) λ2 (m2)

3

4

5

6

7

8

3. Haga una gráfica T versus λ . Analice y describa las características de la gráfica.

(Pegue su gráfica aquí)



4. Grafique T versus λ2 . Encuentre la curva de mejor ajuste usando el método de mínimos cuadrados.

(Pegue aquí)

5. Analice y describa la gráfica.

………………………………………………………………………………….……........…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….................................

…………………………………………………………………………………………........……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

6. De la curva obtenida, determine la pendiente y encuentre la frecuencia de la onda.

……………………………………………………………………………………..……........…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………........……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

7. Compare las gráficas de los pasos 4.3 y 4.4. Comente:

…………………………………………………………………………………………........……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………........……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

EXP. N° 2 – EXPERIENCIA DE MELDE FECHA:

ALUMNO:

MATRÍCULA: VºBº del Profesor

V. EVALUACIÓN1. ¿Qué relación existe entre una curva senoidal y una onda?

…………………………………………………………………………………………........…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………........……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….



2. ¿Qué es un frente de onda?

…………………………………………………………………………………………........…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………........………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

3. ¿Qué da lugar a una onda estacionaria?

…………………………………………………………………………………………........…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………........……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

4. Explique la diferencia entre una onda transversal y una longitudinal.

…………………………………………………………………………………………........…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………........……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

5. ¿Qué aplicaciones hay en la actualidad del experimento de Mendel?

…………………………………………………………………………………………………………………………………………..

…………………………………………………………………………………………………………………………………………..

VI. CONCLUSIONES…………………………………………………………………………………………........…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………........……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….……………..

VII. RECOMENDACIONES…………………………………………………………………………………………........…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………........……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………



OSCILACIONESEXPERIENCIA N° 03

I. OBJETIVO

• Investigar sobre el movimiento armónico simple (MAS) de cuerpos elásticos.


1 Soporte universal. 1 Resorte de acero.1 Regla milimetrada. 1 Juego de pesas más portapesas.1 Balanza digital . 1 Cronómetro.


Un movimiento periódico de un sistema es aquel que se repite continuamente en intervalos iguales de tiempo. Siempre tiene una posición de equilibrio.

Un movimiento oscilatorio periódico se dice que es armónico cuando la información que se obtiene en cada oscilación es la misma.

El tiempo que dura una oscilación se llama PERÍODO (T). El número de oscilaciones en el tiempo es la FRECUENCIA (f). El desplazamiento desde el punto medio de la trayectoria se denomina ELONGACIÓN (x). La elongación máxima es la AMPLITUD (A).

Un tipo de movimiento oscilatorio lineal resulta cuando la fuerza actuante es opuesta y proporcional al desplazamiento (recuperadora), esto es, F − KX (ley de Hooke). Este tipo de movimiento se denomina armónico simple (MAS).

Cinemática del MAS. Las cantidades cinemáticas del MAS son las siguientes: Posición X ASEN (ω T α ) (1a )

Donde: A es la amplitud, ω 2π / T es la frecuencia angular, t el tiempo y α lafase inicial.

Velocidad V ω A COS( ω T α ) (1b )

AceleraciónA −ω 2 ASEN (ω T α ) − ω 2

X (1c )

Dinámica del MAS. Las cantidades dinámicas del MAS son las siguientes: Fuerza Elástica: F − KX (2 )

Fuerza Inercial: F D 2 X

(2a ) MDT

2

De las ecuaciones (2),D 2 X

− KX (3a )MDT 2

D 2 X ω 2 X 0 (3b )DT

2

EXP. N° 03 OSCILACIONES 14


Donde ω ( K / M )1 / 2

La ecuación (1a) satisface a (3b), y precisamente es su solución; se cumple cuando el bloque se mueve alrededor del punto de equilibrio.

IV. PROCEDIMIENTO

MONTAJEMonte el equipo, como muestra el diseño experimental.

1.Determine los valores de las masas del resorte y de la pesa.

m (Resorte) = ………

m (suspendida) = ……….

¿Cree Ud. que le servirán de algo estos valores?¿Por qué?..........................................................................................................................................................

2.Escriba el valor de la constante elástica del resorte (obtenida en la experiencia N° 1 – Constante elástica de un resorte):k = ……………….

Determinación del Periodo de OscilaciónEl período de oscilación del sistema se determina mediante la ecuación:

M M

R

T 2π 3K

3.Coloque en el portapesas una pesa pequeña. Anote su masa más la masa de la porta pesas en la tabla 2. La distancia a su anterior posición de equilibrio es:

X3 = ………………………….

4. Desplace verticalmente esta pesa una distancia pequeña A = ……….y déjela oscilar libremente (evite que se produzcan movimientos laterales y perturbaciones). Describa el tipo de movimiento del sistema:………………………...........….…………………………………………………………………………...........….…………………………………………………………………………………………………………………………………………

5.Calibre el cronómetro a cero. Repita el paso 4. Luego mida el tiempo para diez oscilaciones empezando a contar desde cero y determine el periodo de oscilación T T / 10 . Anote sus datos en la Tabla 2.



Tabla 1m (kg)

T2 (s2 )(Pesa + Porta t (10 osc.) T (s)pesa)

12345

6.Repita los pasos (3) al (5) utilizando cada vez pesas de mayor valor. Anote los datos en las columnas correspondientes y complete la Tabla 1.Haga los siguientes gráficos: T versus m, T 2 versus m.(Pegue aquí sus gráficas)

¿Ambas gráficas son rectas?………………………...........….……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..............................................................Analice por qué son así estas curvas:………………………...........….…………………………………………………………………………...........….……………………………………………………………………………………………………………………………………

A partir de la gráfica T2 versus m, determine el valor de la masa del resorte.………………………...........….…………………………………………………………………………...........….…………………………………………………………………………………………………………………………………….Determine la frecuencia angular natural de oscilación. Opere:………………………...........….…………………………………………………………………………...........….…………………………………………………………………………………………………………………………………..ω ………………………

7.En lugar del portapesas coloque, en el extremo inferior del resorte, una pesa (de masa 1/2 kg o 1 kg). Suéltela cuidadosamente desde diferentes posiciones y observe su movimiento en cada caso.¿Cuál es su conclusión sobre el periodo de oscilación?………………………...........….…………………………………………………………………………...........….…………………………………………………………………………………………………………………………………..¿Influye el cambio de amplitud en el periodo?…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..¿Influye el cambio de pesas en el periodo de oscilación?……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

EXP. Nº 03 – OSCILACIONES FECHA:




V. EVALUACIÓN

1. Determine el error porcentual entre el valor de la masa del resorte medida en la balanza y de la masa del resorte encontrada en la gráfica.………………………...........….…………………………………………………………………………...........….…………………………………………………………………………………………………………………………………..………………………...........….…………………………………………………………………………...........….…………………………………………………………………………………………

2. Determine el error porcentual en el periodo calculado y el periodo medido.……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………...........….…………………………………………………………………………...........….………………………………………………………………………………………

3. ¿Hay diferencia? Si fuere así, ¿a qué atribuye usted esta diferencia?………………………...........….…………………………………………………………………………...........….…………………………………………………………………………………………………………………………………….………………………...........….…………………………………………………………………………...........….………………………………………………………………………………………

VI. CONCLUSIONES

………………………...........….…………………………………………………………………………...........….……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..………………………...........….…………………………………………………………………………...........….……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..………………………...........….…………………………………………………………………………...........….……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..………………………...........….…………………………………………………………………………...........….……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

VII. RECOMENDACIONES………………………...........….…………………………………………………………………………...........….……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..………………………...........….…………………………………………………………………………...........….……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..………………………...........….…………………………………………………………………………...........….……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..………………………...........….…………………………………………………………………………...........….……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..



DENSIDAD DE SÓLIDOS Y LÍQUIDOSEXPERIENCIA N° 04

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I. OBJETIVO

• Determinar la densidad de tres bloques de metal por dos métodos diferentes, identificar el material con el cálculo de esas densidades y comparar los resultados.

• Determinar la densidad de los líquidos por dos métodos y comparar los resultados con las densidades medidas con el densímetro.


1 Calibrador pie de rey (Vernier)1 Balanza de tres barras1 Cuerda delgada1 Probeta graduada3 Cilíndricos metálicos1 Picnómetro

1 Densímetro Agua potable Alcohol metílico


Cuando un cuerpo de forma arbitraria de masa m, y volumen VC se sumerge totalmente en un líquido de

densidad ρ L contenido en un recipiente, desplazará un volumen VL , este volumen desplazado será igual al volumen del cuerpo sumergido. VL VC .

El cuerpo de peso W al sumergirse experimentará una disminución aparente de su peso (W’) debida al empuje (E).

EXP. N° 04 DENSIDAD DE SÓLIDOS Y LÍQUIDOS

W '

E

W

Figura 1

18


De la Figura 1 se cumple, W ' W − E

Luego, E W − W ' (1)

En virtud del principio de Arquímedes “la magnitud del empuje sobre el cuerpo es igual al peso del líquido desalojado por el mismo”.

E ML G ρ LVL G (2)

M L es la masa de líquido desalojado, G es la aceleración de la gravedad,

ρ L es la densidad del líquido, VL es el volumen del líquido desalojado.

Igualando (1) y (2), se obtiene :

ρ LVL G W − W ' (3)

Pero: VL VC M / ρ C (4)

Donde: VC es el volumen del cuerpo, M es la masa del cuerpo

ρ C es la densidad del cuerpo

Reemplazando (4) en (3) y despejando ρ C , se obtiene,

ρC W

ρ L (5)

W − W '

Con esta ecuación (5) se puede calcular la densidad del cuerpo (si se tiene la densidad del líquido) o la densidad del líquido (si se tiene la densidad del cuerpo).

IV. PROCEDIMIENTO

MONTAJE 1 - MÉTODO DIRECTO

1.Usando la balanza de tres barras determine la masa de cada cilíndrico. Repita esta operación cinco veces. Anote los datos en la Tabla 1 y sus errores correspondientes.

2.Usando el calibrador pie de rey, mida las dimensiones de cada cilindro y evalúe sus volúmenes. Realice esta operación cinco veces para cada cilindro. Anote los datos en la Tabla 2.

EXP. N° 04 DENSIDAD DE SÓLIDOS Y LÍQUIDOS 19


TABLA 1

M1 (kg) M2 (kg) M3 (kg)

1

2

3

4

5

∆MM

TABLA 2

V1 (m3) V2 (m3) V3 (m3)

h1 (m) d1 (m) h2 (m) d2 (m) h3 (m) d3 (m)

1

2

3

4

5

X ∆X

Donde “x” es “h” y “d” respectivamente

3. Determine la densidad de cada bloque a partir de los datos de las Tablas 1 y 2 complete la Tabla 3.

TABLA 3

∆M (kg) ∆V (m3) ρ ∆ρ (kg/m3)VMCILINDRO 1

CILINDRO 2

CILINDRO 3

Ahora, con ayuda de su profesor determine las densidades de los líquidos con el densímetro del aula.

Densidad del Agua (g/ml)

Densidad del Alcohol (g/ml)

Densidad del Ron (g/ml)



MONTAJE 2 - MÉTODO DE ARQUÍMEDES

1.Monte el equipo tal como muestra el diseño experimental de la Figura 2. Asegúrese que la balanza de tres barras se encuentre estable y calibrada.

2.Coloque 60 ml de agua en la probeta graduada.

3.Sujete un bloque con una cuerda, el otro extremo de la cuerda átelo al eje inferior de la balanza, como muestra la Figura.

4.Sumerja completamente cada cilindro en el agua contenida en la probeta, cuide que los cilindros notoquen ni el fondo ni las paredes dela probeta. Registre los pesos aparentes W’i en la Tabla 4.

TABLA 4

CILINDRO 1 CILINDRO 2 CILINDRO 3

W’1 (N) W’2 (N) W’3 (N)

1

2

3

4

5

W ´W ´

5. A partir de los datos de la Tabla 1 determine el peso real W de cada cilindro y anótelos en la Tabla 5, además, registre los pesos aparentes obtenidos en la tabla 4 y utilizando la ecuación de Arquímedes (ecuación 05) calcule la densidad para cada cilindro. Considere el valor de la densidad del agua, el obtenido con el densímetro.

TABLA 5

∆ ρ (kg/m3)ρW ∆ W (N) W ' ∆ W ` (N)

CILINDRO 1

CILINDRO 2

CILINDRO 3



CÁLCULO DE LA DENSIDAD DE LÍQUIDOS

1. Con ayuda del picnómetro halle las densidades del Alcohol (L1) y el Ron (L2), para ello llene el picnómetro con el líquido del cual se desea medir su densidad, coloque la tapa y asegúrese que el capilar de la tapa esté con el líquido al ras, de esa manera el volumen indicado en el picnómetro será el volumen del líquido.

2. Mida la masa del picnómetro con y sin el líquido, la diferencia de esas masas será la masa del líquido.

3. Ahora con esos datos puede calcular la densidad de los líquidos.

Densidad L1

Tabla 6

Densidad L2

4. Escoja un cilindro y repita los pasos del montaje 2, y anote sus mediciones en la tabla 6.

Tome como dato de la densidad del cilindro el valor dado en la tabla 5.

NOTA: En estos pasos cada mesa trabajará con un cilindro de material diferente.

TABLA 7

CILINDRO __L1 L2

W’1 (N) W’2 (N)

1

2

3

4

5

W ´W ´

EXP. N° 04 – DENSIDAD DE SÓLIDOS Y FECHA:LÍQUIDOS

ALUMNO:MATRÍCULA: V.B



V. EVALUACIÓN

1. A partir del valor de la densidad del cilindro obtenido en la Tabla 5, y aplicando la ecuación (5), halle el valor de la densidad del líquido. Complete la tabla 8. Y calcule el error porcentual para el alcohol si su densidad teórica es 0,816x103kg/m3.

TABLA 8

∆ρ (kg/m3) ∆W (N) ρW W ' ∆W ' (N)

L1

L2

2.Con las densidades de los líquidos obtenidas con los densímetros en la tabla 6 calcular la densidad del cilindro utilizado por el método de Arquímedes (ec.5).

3.Busque en tablas de densidades estándar los valores para los cilindros y los líquidos trabajados en clase y calcule el error porcentual para el método clásico hallado en la tabla 3.

4.Calcule el error porcentual para las densidades halladas por el método de Arquímedes de la tabla 7.

5.Enuncie y describa tres métodos para el cálculo de densidad de los líquidos.

VI. CONCLUSIONES.

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….

VII. RECOMENDACIONES

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….



TENSIÓN SUPERFICIALEXPERIENCIA N° 05

Dado que las fuerzas intermoleculares de atracción entre moléculas de agua se deben a los enlaces de hidrógeno y éstos representan una alta energía, la tensión superficial del agua es mayor que la de muchos otros líquidos.

I. OBJETIVO

• Determinar el coeficiente de tensión superficial de los líquidos, utilizando el método de Rayleigh (clásico) y mediante el uso de un equipo automatizado (Cobra 3 Basic-Unit).


Método Rayleigh (Clásico)

1 Soporte universal 1 Clamp1 Bureta, medir diámetro externo 1 Termómetro1 Vaso de precipitados Líquidos: agua, alcohol, ron

Equipo automatizado (Cobra 3 Basic-Unit)

1 Aro de medida de tensión superficial, 1 Varilla de 25 cmde diámetro promedio 19.5 mm. 1 Clamp

1 PC con Windows XP/Windows 98. 1 Plataforma de elevación vertical1 Cobra3 Basic-Unit 1 Cubeta Petri, d= 20cm1 Fuente de poder de 12 V/2A 1 Paño1 Software Cobra3 Force/Tesla 1 Probeta de 100 ml1 Módulo de medición de Newton 1 Accesorios de conexión1 Sensor Newton 1 Trípode Base1 Cronómetro


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 lafigura 1.

Figura 1

EXP. N° 05 TENSIÓN SUPERFICIAL 24


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 2 π R α

1 MGα

2πRDonde: m es la masa de la gota,

R es el radio externo de la punta de la bureta, yα es el coeficiente de tensión superficial de líquido.

Debido a la condición de mínimo, las gotas de agua adoptan la forma esférica.

(1)

(2)

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 MGα (3)

R19

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 ρ V

(4)N

Por lo tanto se encuentra que:

5 ρ V Gα (5)

19 N R



IV. PROCEDIMIENTO

MONTAJE 1 – Método de RayleighMonte 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 deFigura 2la 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)

Tabla 1

A temperatura ambiente: T = ………

H2O Alcohol Marque: Ron / Mezcla

Líquido ρ V N ρ V N ρ V N3 (ml) (gotas) 3 (ml) (gotas) 3 (ml) (gotas)

(g/cm ) (g/cm ) (g/cm )

1

2

3

4

5

Promedio

Error Total

α ± ± ±(dina/cm)

6. Ahora repita los pasos anteriores para T = 50°C y anote sus mediciones en la Tabla 2.



Tabla 2. En baño María: T = 50 0CAlcohol

Líquido ρ V N

(g/ccm3) (ml) (gotas)

1

2

3

4

5

Promedio

Error Total

α ±(dina/cm)

Equipo automatizado

Para incrementar el área de la superficie en un líquido en un ΔA, se debe realizar un trabajo ΔE.

ε = ΔE/ΔA (6)

Donde, ε es la energía superficial específicay es idéntica con la tensión superficial:

α = F/2l (7)La fuerza F actúa tangencialmente en elborde de la longitud l del aro a fin demantener la película líquida. Cuandousamos un aro de medición de radio r, lalongitud del borde es l = 2πr. Figura 3

MONTAJE 2 – Método del anillo

Familiarícese con el equipo sensor de la unidad básica (Cobra 3) y monte el diseño experimental de la figura 31.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. Figura 4



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.

Figura 5 Figura 6

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).

Valores promedio de la fuerza de tensión superficial

F 1 2 3 4 5 Promedio Error

EXPERIMENTO N° 05 FECHA:TENSIÓN SUPERFICIALALUMNO:MATRÍCULA: V.B



V. EVALUACIÓN

1. 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.

2. Calcule el error porcentual y evalúe si éste se encuentra en el valor estimado en el error total.

3. Dé cinco ejemplos de aplicación práctica del fenómeno de tensión superficial: En los campo de: ciencia, tecnología y el hogar.

4. El diámetro exterior e interior del aro son: 20,0 mm y 19,0 mm. Halle la longitud sobre la cual la superficie tensora del líquido hace su acción.

5. Compare los resultados de ambos métodos. ¿Cuál es su opinión al respecto?

V. CONCLUSIONES.

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VI. RECOMENDACIONES.

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..


VISCOSIDADEXPERIENCIA N° 06

Viscosidad es una propiedad de los fluidos de gran importancia sobre todo en procesos industriales. Cantidad física de gran influencia en mediciones de flujo de fluidos. Su valor es punto de referencia en la formulación de nuevos productos.

I. OBJETIVO• Determinar el coeficiente de viscosidad de distintos líquidos.


1 Soporte universal1 Clamp1 Pinza de agarradera1 Viscosímetro de Ostwald1 Termómetro analógico / digital1 Vaso de precipitados, 1 500 ml1 Picnómetro1 Balanza digital1 Probeta graduada de 10 ml1 CronometroLíquidos: Água destilada, alcohol, ron


El gasto Q (rapidez de volumen de flujo) de un líquido es el producto de la rapidez del fluido v por un volumen de control A,

Q υ A

También se encuentra a partir de la ley de Poiseuille,

Q V / t π (P − P )R 4 / 8ηL (1)2 1

Donde, V es el volumen del líquido de viscosidad η escurriéndose a través de un tubocapilar de longitud L y radio R sometido una diferencia de presiones (P − P ) en un

2 1

tiempo t.

Despejando el coeficiente de viscosidad η de (1) se tiene:

η π ( P − P ) R 4 t / 8VL (2)2 1

EXP. N° 06 VISCOSIDAD 30


Considerando dos líquidos de iguales volúmenes y temperatura, midiendo los tiempos t1 y t 2 que emplean en atravesar una sección transversal del capilar del viscosímetro yrecordando que la diferencia de presiones (P − P ) es proporcional a la densidad ρ

1 1

del líquido, se establece que:

η 1 ρ 1 t 1

(3)η 2 ρ 2 t 2

Donde: η1 y η 2 son las viscosidades de los líquidos desconocido y conocidorespectivamente

ρ1 , ρ 2 son las densidades y t1 , t 2 son los tiempos respectivos

∆ t1 , ∆ t 2 son los errores absolutos de los tiempos correspondientes

La dependencia entre la viscosidad y la temperatura para un líquido, está dada por la relación,

Lnη LnA E / RT

Su coeficiente de viscosidad η es, η Ae E / RT

Donde, E: es la energía de activación para el flujoA: es una constanteR: es la constante universal de los gasesT: es la temperatura (en escala absoluta)

IV. EXPERIMENTO

MONTAJE

Monte el equipo tal como muestra el diseño experimental la Figura 2.

PROCEDIMIENTO

1. Determine las densidades del agua, alcohol y Ron con el picnómetro.

ρ agua = ……….

ρ alcohol

= ……….

ρ ron = ……….

2. Vierta agua destilada en el viscosímetro hastaque llene el bulbo C (Figura 2).

3. Insufle aire por la rama ancha hasta que el Figura 2líquido ascienda por el capilar llenando elbulbo hasta el punto A. Cubra la rama ancha con un dedo; evitará así que el líquido descienda por gravedad.

4. Destape la rama ancha a fin de que el agua corra, y con el cronómetro tome el tiempo que tarda el líquido en pasar del punto A al punto B, realice este paso 5 veces y anote los valores en la Tabla 1.



5. Repita los pasos anteriores para el alcohol y para el ron/mezcla, asegúrese que el viscosímetro se encuentre limpio antes de verter el líquido.

6. Seguidamente realice este mismo procedimiento para cada líquido a la temperatura de 50°C, para ello caliente agua en un vaso de precipitado de 1litro hasta que tenga la temperatura de 50°C, sumerja el viscosímetro con el líquido a trabajar en su interior y mida el tiempo que demora en pasar el líquido desde el punto A al punto B y regístrelo en la tabla 1.

TABLA 1

Agua Alcohol Ron/Mezcla

TAmb = °C T = 50 °C TAmb = °C T = 50 °C TAmb = °C T = 50 °C

tagua1 (s) Tagua2 (s) Talcohol1 (s) Talcohol2 (s) Tron1 (s) Tron2 (s)

12

345

t

∆tT = Temperatura (ºC), t = tiempo (s), ∆t = error total en la medida de t.

7. Caliente el agua en baño María a la temperatura de 50°C (utilice el vaso de precipitados grande casi lleno con agua), y repita los pasos anteriores. Anote los valores en la Tabla 1.

EXP. N° 06 – VISCOSIDAD FECHA:




V. EVALUACIÓN

1. Reemplace los valores en la ecuación (3), tomando como dato la viscosidad teórica del agua para la temperatura correspondiente, Tamb y 50°C respectivamente, escriba sus resultados en la siguiente tabla.

ηagua (Tamb) ηagua (T =50°C)

ηalcohol (Tamb) ηalcohol (T =50°C)

ηron/mezcla (Tamb) ηron/mezcla (T =50°C)

2.Calcule los errores porcentuales para cada caso. Si el resultado sale mayor al 10%, justifique.

3.Investigue acerca de los tipos de lubricantes utilizados en autos y la relación de los lubricantes con la temperatura.

4.Determine el coeficiente de viscosidad para una mezcla que contenga 50% de agua destilada + 50% de ron.

VI. CONCLUSIONES.

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

VII. RECOMENDACIONES.

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….



DILATACIÓN TÉRMICA DE SÓLIDOS Y LÍQUIDOSEXPERIENCIA N° 07

I. OBJETIVO

• Determinar los coeficientes de expansión lineal de diferentes varillas metálicas usando un dilatómetro.

• Observar el comportamiento de los fluidos al cambio de temperatura.• Calcular el coeficiente de dilatación térmica del agua.


1 Termostato de inmersión 1 Vaso de precipitado de 1L1 Dilatómetro con reloj calibrador 1 Soporte universal1 Termómetro (-10 a +100°C) 1 Nuez1 Cubeta de acrílico 1 Trípode2 Tornillos de ajuste 1 Rejilla4 Abrazaderas 1 Picnómetro de 100 mL2 Mangueras flexibles 1 Tubo de vidrio escalado (300 mm)1 Balanza de tres barras 1 PizetaVarillas de cobre, aluminio, bronce. 1 Jeringa


Todos los cuerpos se dilatan en mayor o menor medida cuando experimentan un cambio de su temperatura (cambian sus dimensiones geométricas).

La expansión lineal de diferentes materiales, se determina como una función de la temperatura. Un incremento en la temperatura causa que la amplitud vibracional de los átomos en la red cristalina de los sólidos incremente. El espaciamiento entre átomos incrementa, así como el volumen total V, para una presión constante.

β = (1/V0)(∆V/∆T)P (1)

Donde β es el coeficiente de expansión volumétrica.

Si consideramos solamente una dimensión. Obtenemos el coeficiente de expansión lineal, α comúnmente usado para medir la dilatación lineal de los sólidos.

α = (1/L0)(∆L/∆T)P (2)

EXP. N° 06 DILATACIÓN TÉRMICA DE SÓLIDOS Y LÍQUIDOS 34


IV. PROCEDIMIENTO

MONTAJE 1 – DILATACIÓN DE SÓLIDOS

Monte el equipo, como se muestra en la figura 1.

Nota:Tenga cuidado al insertar y retirar el dilatómetro. No enrosque demasiado los tornillos de ajuste.

FIGURA 1

1.Verifique que las conexiones de las mangueras flexibles al termostato sean las correctas, para el adecuado flujo de entrada y salida de agua.

2.Llene la cubeta de acrílico con 4 L de agua potable.3.Verifique que la lectura del dilatómetro empiece en cero.4.Conecte el termostato a la fuente de alimentación de 220 V.5.Mida la temperatura inicial de trabajo, T0 y regístrela.6.Registre en la tabla 1, las lecturas obtenidas en el dilatómetro a intervalos de 5°C.7.Apague el termostato y repita los pasos (2) al (6) para cada varilla.

Tabla 1

T (°C) 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70Cobre

Aluminio

Bronce

8. Complete la tabla 2.Tabla 2

Cobre Aluminio Bronce

∆L(mm) ∆T(°C)∆

L(mm) ∆T(°C) ∆L(mm) ∆T(°C)



MONTAJE 2 – DILATACIÓN DEL AGUAFIGURA 2

1.Monte el equipo tal como muestra el diseño experimental de la Figura 2.

2.Coloque el termómetro en el vaso de precipitado de 1 L.

3.Determinar la masa del picnómetro y su escala, con ayuda de la balanza, pesándolo cuando está vacío. …….…….. g

4.Llene el picnómetro hasta el borde con agua y calibre la escala del tubo de vidrio a cero con ayuda de la jeringa.

5.Con la ayuda de la balanza determine la nueva masa. …………… g

6.Con la ayuda de los pasos (3), (4) y (5) Determine el volumen inicial de agua V0 y anótelo en la tabla 3. V0 = …………….. mL

7.Sujete el picnómetro con ayuda del clamp y colóquelo en el vaso de precipitados, de manera que quede sumergido el mayor volumen posible. No derramar agua.

8.Llene con agua el vaso de precipitados de1L hasta enrasar el picnómetro, y registre la temperatura inicial T0.

9.Caliente el agua con una llama baja. Anote en la Tabla 3 las lecturas del tubo devidrio escalado (∆L en mm) y el cambio de volumen en el tubo de vidrio. El radio interno del tubo de vidrio escalado es d = 3,8 mm.

10. Registre el cambio de temperatura ∆T con respecto a T0.

Tabla 3

V0 (mL) = T0 (0C) = d(mm) =

T (0C) ∆T (0C) ∆L (mm) ∆V (mL)25

30

35

40

45

50

55

60

65

70



V. EVALUACIÓN

1. Realice los gráficos de los diferentes materiales de la Tabla 1: ∆L versus ∆T.(Pegue aquí sus gráficas)

2. ¿Las gráficas son rectas?………………………...........….…………………………………………………………………………...........….………………………………………………………………………………………………………………………………………………

3. Analice las gráficas, y aplicando el método de mínimos cuadrados, determine loscoeficientes de dilatación lineal.

(Pegue aquí su gráfica, incluyendo los mínimos cuadrados)

………………………...........….…………………………………………………………………………...........….……………………………………………………………………………………………………………………………………………..

4. Determine el valor del coeficiente de dilatación para cada una de las varillas, usando la ecuación (2) y anótelos en la siguiente tabla.

Material α (1/°C)

Cobre

Aluminio

Bronce

5. Compare los valores de α para cada varilla, obtenidos en los puntos (3) y (4) de la evaluación, ¿Qué puede decir al respecto?………………………...........….…………………………………………………………………………...........….……………………………………………………………………………………………………………………………………………..

6. Hallar el error experimental porcentual (E%) del α para cada varilla.………………………...........….…………………………………………………………………………...........….…………………………………………………………………………………………………………………………………….……….

7. Grafique en papel milimetrado la variación del agua (∆L) Vs. variación de la Temperatura (∆T). (Pegue aquí sus gráficas)

8. Grafique en papel milimetrado la variación del agua (∆V) Vs. variación de la Temperatura (∆T). (Pegue aquí sus gráficas)

9. Aplicando el método de mínimos cuadrados, halle la tendencia de la gráfica.Determine los coeficientes de dilatación lineal y volumétrica del agua (Pegue aquí su gráfica, incluyendo los mínimos cuadrados)



10. Calcule el coeficiente de dilatación volumétrica del agua a la temperatura inicial T0 con los valores correspondientes a 30ºC:

β = .………………………………………

11. Calcule el coeficiente de dilatación volumétrica del agua a 50°C. Utilice los valores medidos con 50°C y 60°C. (Atención: ¿Cuál es ahora V0?):

β = .………………………………………

12. Justificar si es posible usar el tubo de vidrio con escala en mm, como una medida directa del volumen dilatado en mL.………………………...........….…………………………………………………………………………...........….…………………………………………………………………………………………………………………………………….……….………………………...........….…………………………………………………………………………...........….…………………………………………………………………………………………………………………………………….……….

13. Identifique y explique a qué se deben los errores cometidos en este experimento.

………………………...........….…………………………………………………………………………...........….…………………………………………………………………………………………………………………………………….……….………………………...........….…………………………………………………………………………...........….…………………………………………………………………………………………………………………………………….……….

EXP. N° 07 – DILATACIÓN TÉRMICA FECHA:DE SÓLIDOS Y LÍQUIDOSALUMNO:MATRÍCULA: V.B

V. CONCLUSIONES

………………………...........….…………………………………………………………………………...........….…………………………………………………………………………………………………………………………………….……….………………………...........….…………………………………………………………………………...........….…………………………………………………………………………………………………………………………………….……….………………………...........….…………………………………………………………………………...........….…………………………………………………………………………………………………………………………………….……….


………………………...........….…………………………………………………………………………...........….…………………………………………………………………………………………………………………………………….……….………………………...........….…………………………………………………………………………...........….…………………………………………………………………………………………………………………………………….……….………………………...........….…………………………………………………………………………...........….…………………………………………………………………………………………………………………………………….……….


MANUAL DE LABORATORIO DE FÍSICA II – 9° EDICION DAFI – FCF – UNMSM

CALOR ABSORBIDO/DISIPADO Y CONVECCIÓNEXPERIENCIA N° 8

Circulación Atmosférica: Estudia el movimiento del aire a gran escala, y el medio por el cual la energía térmica se distribuye sobre la superficie de la Tierra.

I. OBJETIVO

• Investigar el comportamiento de la energía térmica absorbida/disipada por una sustancia líquida.

• Hacer un estudio comparativo de la cantidad de calor absorbido/disipado para diferentes proporciones del líquido.

• Investigar cómo se transporta el calor en los fluidos


Calor absorbido - Disipado Convección

1 Mechero bunsen 1 Mechero bunsen1 Soporte universal 1 Soporte Universal1 Clamp 1 Clamp1 Termómetro 1 Termómetro1 Agitador 1 Pinza universal1 Vaso de precipitado graduado de 500 cc. 1 Vaso de precipitado de 200 cc.1 Vaso de precipitado de 200 cc. 1 Cuchara de mango (espátula)Papel milimetrado Permanganato de potasioPapel toalla Espiral de papel preparado


Caso 1: CALOR ABSORBIDO Y DISIPADO

La energía térmica que gana o pierde un cuerpo de masa m es directamente proporcional a su variación de temperatura.

Esto es:Q α m ( T − T 0 )

Q mc ( T − T 0 ) (1)

donde:

EXP. N° 8 CALOR ABSORBIDO/DISIPADO Y CONVECCIÓN 39


c: calor específicoT0: temperatura inicial de referenciaT: temperatura final

El suministro de energía térmica por unidad de tiempo a un cuerpo, corresponde a que éste recibe un flujo calorífico H.Si el flujo es constante,

H dQ cte (2)dt

De (1) y (2) se tiene: dQ mc dT H ,dt dt

luego dT H dtmc

TH

t

Integrando e iterando se tiene: ∫ dT ∫dtmcT 00

T H t T0 (3)mc

La ecuación (3) relaciona la temperatura con el tiempo. Es una función lineal, donde H

mc representa la pendiente y T0 la temperatura inicial.

Si el cuerpo se encuentra en un sistema adiabático, el trabajo de dilatación se realiza a expensas de la energía interna.

Sin embargo, la variación de la energía en el interior del cuerpo en un proceso no coincide con el trabajo realizado; la energía adquirida de esta manera se denomina cantidad de calor, es positiva cuando absorbe calor y negativa cuando disipa calor.

La energía interna del cuerpo aumenta a costa de la cantidad de calor adquirida dq, y disminuye a costa del trabajo realizado por el cuerpo dw (principio de conservación de la energía en los procesos térmicos). Se le conoce como la primera ley de la termodinámica, y se expresa como:

dU dQ − PdV (4)



Caso 2: CONVECCIÓN

La propagación del calor se puede dar por tres métodos diferentes: conducción (en sólidos), convección (en fluidos) y radiación, a través de cualquier medio transparente a ella. Si hay diferencia de temperatura entre dos puntos, el calor siempre se propaga de la zona más caliente a la menos caliente.

CONVECCIÓN: Es la manera más eficiente de propagación del calor, se da en los fluidos. Un fluido cálido, por diferencia de densidades, asciende hacia regiones menos calientes; por compensación un fluido frío desciende a tomar su lugar; si continúa así este movimiento, da lugar a la formación de células convectivas. Ejemplo, cuando el agua hierve se forman burbujas (regiones calientes) que ascienden hacia regiones menos calientes, las células convectivas en la atmósfera que dan lugar a las precipitaciones pluviales.

IV. PROCEDIMIENTO

MONTAJE 1. CALOR ABSORBIDO/DISIPADO

1. Monte el equipo, como muestra el diseño experimental

2. Coloque en el vaso pírex agua a temperatura del ambiente, casi hasta la parte superior.

3. Anote el valor de la temperatura y el volumen del agua.

T0 = …………………V = …………………

4. Encienda el mechero. Busque un flujo aproximadamente constante. La llama no debe ser muy fuerte ni estar muy cerca al vaso.

5. Mida la distancia entre la llama y el vaso. Mantenga fija estadistancia durante toda la prácticaa fin de que no cambien lascondiciones de experimentación.

Figura 1. Calor Absorbido / DisipadoDistancia: …………..

6. Agite el agua previamente y lea la temperatura cada 30 s hasta llegar al punto de ebullición. Anote los datos en la Tabla N° 1.



TABLA 1 (m = ....... g)

t 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0(min)

T (ºC)

t 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0(min)

T (ºC)

t 12.5 13.0 13.5 14.0 14.5 15.0 15.5 16.0 16.5 17.0 17.5(min)

T (ºC)

7. Repita los pasos (1) al (5) bajo las mismas condiciones anteriores; ahora use la mitad de la cantidad de agua anterior. Anote los datos en la Tabla N° 2.

( ....... )

t 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0(min)

T (ºC)

t 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0(min)

T (ºC)

8.Grafique la variación de temperatura T versus el tiempo t, para los dos casos anteriores. (Use papel milimetrado)(Pegue aquí)



9.Determine la ecuación de la gráfica por el método de mínimos cuadrados,considerando la temperatura hasta 750C.De los gráficos ¿Cómo identificaría el líquido que tiene mayor masa?………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

¿Qué relación hay entre la pendiente del gráfico T = T(t) y la cantidad de calor?……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

10. Vierta esta agua caliente en la probeta graduada hasta 200 ml. Luego viértalo en el vaso de espuma de poliuretano. Coloque un termómetro en el vaso de espuma y tome la temperatura del agua cada 10 s durante 3 minutos. Anote los datos enla tabla 3.

11. Seque un cubo de hielo con una toalla de papel e introdúzcalo en el agua.

12. Continúe tomando la temperatura cada 10 s, agitando suavemente, hasta 3 minutos después que el cubo de hielo se haya fundido. Anote los datos en la tabla4.



¿En qué instante exacto el cubo de hielo termina de fundirse?

……………………………………………………………………………………………………………………………….

Determine el volumen final del agua. Vagua final …………….

¿Qué masa tenía el agua originalmente? magua original …………….

¿Qué masa tenía el hielo originalmente? mhielo original …………….Explique ¿cómo determinó estas masas?……………………………………………………………………………………………………………………………………….…………………………………………………………………………………………………………………………

13. Haga una gráfica de T versus t. (Pegue aquí)

¿Cómo afectó el cubo de hielo añadido al agua la rapidez de enfriamiento?………………………………………………………………………………………………………………………………………..……………………………………………………………………………………………………………………

Calcule la cantidad total de calor perdida por el agua mientras el cubo de hielo sefundía. Q mc∆T c1,00 cal

agua g⋅º C

Qperdida inicial …………………………………. cal

MONTAJE 2. CONVECCIÓN (EN AGUA)

1.En el vaso de precipitados vierta alrededor de 200 ml de agua.2.Por el borde del vaso de precipitados deje caer en el agua algunos cristales de

Permanganato potásico.3.Con la llama baja coloque el mechero debajo del borde inferior del vaso de

precipitados.4.Mientras se calienta, observe atentamente el agua

coloreada. Anote sus impresiones.……………….…………………………………………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

5.Dibuje, esquemáticamente, en la figura 2, con líneas punteadas como el agua sube y baja. Explique lo que observa mientras se calienta el agua.



.......................................................................................................................................

.......................................................................................................................................

.......................................................................................................................................

5cm

FIGURA 2. Se caliente el agua

MONTAJE 3. CONVECCIÓN (EN AIRE)

1.Desglose la hoja con las figuras de espirales y recorte cuidadosamente.2.Haga un nudo en el sedal y páselo por un orificio previamente hecho en el centro

de la espiral. (Figura 3).3.Encienda el mechero con una llama baja.4.Cuelgue la espiral entre 15 y 20 cm por encima del mechero.5.Observe atentamente el fenómeno. Anote sus impresiones.

……………….…………………………………………………………………………………………….………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

¿Si la espiral estuviera confeccionada del otro sentido, el giro sería el mismo? ¿Por qué?

……………….……………………………………………………………….………………….…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………



6. Señale tres ejemplos en los que se observe este fenómeno.

a. ……………….……………………………………………………………………………………………………….

b. …………………………………………………………………………………………………………………………

c. ………………………………………………………………………………………………………………………….

Nota importante¡Las espirales de papel pueden

arder!Colóquela al menos 15 cm por

encima del mechero

FIGURA 3: Se calienta el aire

EXP N° 8 – CALOR ABSORBIDO / FECHA:DISIPADO Y CONVECCIÓN


V. EVALUACIÓN

1. Si en lugar de agua, se utiliza otro líquido de mayor calor específico, pero de igual masa, ¿Cómo sería el gráfico? Trácelo y descríbalo.

(Pegue aquí)

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..



2. ¿Cuál es la razón de que en este experimento la temperatura no llegue a 100°C?

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

3. Para el caso de agua, aproximadamente a partir de 75°C, la gráfica de temperatura versus tiempo deja de tener comportamiento lineal. ¿Por qué?

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

4. Indique el tiempo que demoró en recorrer el intervalo 80°C y 85°C. Revise el caso registrado entre 50°C y 55°C.

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

5. ¿Qué significado tienen los datos del paso (7)?

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

6. Compare los tamaños de los intervalos de temperatura para las masas m y m/2.

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

7. Investigue y explique concisamente sobre la circulación océano-atmósfera

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..

8. ¿Qué sucede en nuestro medio durante el fenómeno del Niño?

…………………………………………………………………………………………..……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….

9. ¿Qué son los vientos alisios? ¿Qué fenómenos los producen?

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

10. Se sabe que el Sol está constituido por diversos gases, investigue usted cómo ocurre el transporte de energía a través de él.

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………



VI. CONCLUSIONES

…………………………………………………………………………………………..………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….

VII. OBSERVACIONES Y RECOMENDACIONES

…………………………………………………………………………………………..………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….



(Desglosar y recortar)



Página reversa de la figuras de espirales

(Para desglosar y recortar)



CAMBIOS DE FASE DE LA NAFTALINAEXPERIENCIA N° 09

Josiah Willard Gibbs. (New Haven, EE UU, 1839-id., 1903) Físico y químico estadounidense.

Dedujo la regla de las fases, que permite determinar los grados de libertad de un sistema fisicoquímico en función del número de componentes del sistema y del número de fases en que se presenta la materia involucrada. También definió una nueva función de estado del sistema termodinámico, la denominada energía libre o energía de Gibbs (G), que permite prever la espontaneidad de un determinado proceso fisicoquímico (como puedan ser una reacción química o bien un cambio de estado) experimentado por un sistema sin necesidad de interferir en el medio ambiente que le rodea.

I. OBJETIVO

• Investigar sobre la curva de fusión y de solidificación de la naftalina.


1 Equipo de calentamiento 2 Termómetros1 Soporte universal 2 Clamp o agarraderas1 Tubo de prueba 1 Cronómetro1 Vaso de pírex (500 CC) Agitador de vidrio

Naftalina AguaPapel milimetrado


Al cambio de fase de sólido a líquido de una sustancia se le denomina fusión, a la temperatura asociada a este cambio se le denomina punto de fusión.

Al cambio de fase de líquido a sólido se le denomina solidificación, la temperatura asociada a este cambio se denomina punto de solidificación.

En estos cambios de estado necesariamente interviene una energía de naturaleza térmica, la cual es absorbida o disipada por el cuerpo. Esta tiene como fin hacer más activas las moléculas que se encuentran ligadas por fuerzas atractivas; o en todo caso a reagruparlas.

El punto de solidificación coincide con el punto de fusión y durante la solidificación, el calor que fue absorbido en la fusión es liberado.

EXP. N° 9 CAMBIOS DE FASE DE LA NAFTALINA 51


IV. PROCEDIMIENTO

MONTAJE

1. Coloque la naftalina y un termómetro, que eventualmente pueda servir como agitador (agite con cuidado), dentro del tubo de prueba

mnaftalina

2. Vierta 400 ml de agua al pírex

3. Coloque en el tubo de ensayo la naftalina y el termómetro. Sumerja el tubo de ensayo en el vaso de precipitado.

4. Coloque un termómetro adicional en el agua para monitorear su temperatura como se muestra en la figura N° 1.

5. Caliente el agua y registre los valores dela temperatura del tubo de ensayo cada Figura 130 segundos hasta que la naftalina se funda y luego deje enfriar hasta que solidifique (registre la temperatura durante todo el proceso).

TABLA N° 1

t0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0

(min)

T (°C)

t 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0 13.5 14.0 14.5(min)

T (°C)

t 15.0 15.5 16.0 16.5 17.0 17.5 18.0 18.5 19.0 19.5 20.0 20.5 21.0 21.5 22.0(min)

T (°C)

t 22.5 23.0 23.5 24.0 24.5 25.0 25.5 26.0 26.5 27.0 27.5 28.0 28.5 29.0 29.5(min)

T (°C)

Incrementar tablas si fuera necesario



Registre la temperatura de fusión.

T fusión

Indique en qué instante y a qué temperatura se realiza el proceso de solidificación.

t

T solidifica ción

EXP. N° 09 – CAMBIO DE FASE DE LA FECHA:NAFTALINA


V. EVALUACIÓN

1. Trace la gráfica de la curva de solidificación: temperatura T versus tiempo t, y discuta cada tramo de la gráfica.

2. ¿Coinciden el punto de fusión y solidificación en el proceso?

3. Si el punto de solidificación de la naftalina se considera 80°C ¿A qué se debe la diferencia observada en la gráfica?

4. ¿Cuáles son las posibles fuentes de errores en este experimento?

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5. ¿Es posible determinar la cantidad de calor por unidad de tiempo que se desprende en el proceso de solidificación?

6. Explique en qué consiste la fusión franca y la fusión pastosa.



VI. CONCLUSIONES

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CALORES ESPECÍFICOSEXPERIENCIA N° 10

Las moléculas tienen una estructura interna porque están compuestas de átomos que tienen diferentes formas de moverse.La energía cinética almacenada en estos grados de libertad internos no contribuye a la temperatura de la sustancia sino a su calor específico.

I. OBJETIVO

• Determinar el calor específico de objetos sólidos, mediante el método de mezclas.


1 Equipo de calentamiento 1 Clamp

1 Soporte universal 1 Varilla metálica

1 Calorímetro de mezclas 1 Termómetro

1 Probeta graduada, 100 ml 1 Vaso de precipitado, 500 ml

1 Balanza Agua potable

Muestras metálicas


La cantidad de calor Q disipado o absorbido por cuerpos de la misma sustancia es directamente proporcional a la variación de la temperatura T:

Q Q ' (1)∆T ∆ T '

También, el calor cedido o absorbido por cuerpos distintos, pero de la misma sustancia, son directamente proporcionales a la masa m:

Q Q ' (2)mm '

El calor específico (c ) de un cuerpo se define como:

c 1 dQ (3)m dT

EXP. N° 10 CALORES ESPECÍFICOS 55


Donde dQ es el elemento de la cantidad de calor que intercambian los cuerpos con el medio que lo rodea, mientras que dT es el elemento de variación de temperatura que experimentan los cuerpos.

La cantidad de calor transferida/absorbida por el cuerpo depende de las condiciones en que se ejecuta el proceso. En la presente experiencia se utilizará el método de mezclas y el proceso de medida se realizará a presión constante.

Método de mezcla

Cuando el intervalo de temperatura no sea muy amplio se utiliza el método de mezclas, el cual conduce a la determinación del calor específico medio; aquí se hace uso del balance de energía.

Sea una porción de agua de masa m a en un calorímetro de masa m cal , ambos a la temperatura T a y otro cuerpo de masa m C a otra temperatura TC T a .

Llamemos ca al calor específico del agua, c cal calor específico del calorímetro y c C al calor especifico del cuerpo.

Después de un tiempo prudencial de haberse mezclado el agua con el cuerpo el sistema adquirirá una temperatura de equilibrio Te . Se encuentra la ecuación:

m C c C (T C − T e ) m cal c cal T e − T a m a c a (T e − T a ) (4)

Conociendo el calor específico del agua y del calorímetro, el calor específico del cuerpo queda automáticamente determinado.

IV. PROCEDIMIENTO

MONTAJE - DETERMINACIÓN DEL EQUIVALENTEEN AGUA DEL CALORÍMETRO

1. Monte el equipo como muestra el diseño experimental de la Figura.

2. Coloque en el calorímetro una masa de 150 g de agua (para la medida del volumen utilice la probeta graduada).

3. Tome la temperatura en el calorímetro.

4. Mida la masa de la primera muestra cilíndrica y complete la Tabla 1.

calorímetro vaso



Tabla 1

m agua 150 g

T a

m C

TC

5. Deposite la muestra en el vaso de precipitados que contiene 500 ml de agua y sométala a la acción térmica, hasta que alcance la temperatura de ebullición.

6. Deje hervir la muestra de 7 a 10 minutos.

7. Retire la muestra del agua caliente e introdúzcala rápidamente en el calorímetro. Tápelo inmediatamente. Anote la temperatura en el momento que llegue al equilibrio Te .

8. Realice la misma operación con muestras de sustancias diferentes. Coloque en el vaso con agua en hervor una muestra cada vez.

9. Complete la Tabla 2 y determine el calor específico de las muestras. No olvide acompañar a cada valor su error experimental.

Tabla 2

Bloque Muestra1 Muestra2 Muestra3

T a (C)

T C (0C)

T e (0C)

m c (g)

c cal / g ⋅º C

EXP. N° 10 – CALORES ESPECÍFICOS FECHA:


EXP. N° 10 CALORES ESPECÍFICOS


V. EVALUACIÓN

1. A partir de los datos de la tabla 2 y de la ecuación (4) halle los calores específicos de los bloques utilizados en la experiencia.

MUESTRA 1 MUESTRA 2 MUESTRA 3CALORES

ESPECÍFICOS

2.Busque los valores teóricos de los calores específicos de los bloques trabajados en clase y halle el error porcentual con los valores que Ud. halló en el laboratorio. Si el error le sale mayor a 10%, justifique ¿por qué?

3.¿Qué es un calorímetro? Descríbalo y explique cómo funciona.

4.Investigue cuántos tipos de calorímetros hay en el mercado y cuál es el uso de cada uno de ellos.

VI. CONCLUSIONES

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APÉNDICE

DENSIDAD

La densidad es la relación entre la masa y el volumen y depende tanto del estado en el que se encuentre el elemento como de la temperatura del mismo. En la mayor parte de los casos que se representan en la primera Tabla, los datos corresponden a los elementos en estado sólido y a una temperatura de 293 K.

En la siguiente Tabla se puede observar la periodicidad de esta propiedad, correspondiendo los valores más altos de la densidad a los elementos de transición. También podemos extraer conclusiones si comparamos esta distribución de valores con los correspondientes a los puntos de fusión y puntos de ebullición de los elementos, que presentan un tipo similar de periodicidad.

Tabla de Densidades de elementos químicos

Fuente: w3.cnice.mec.es/eos/MaterialesEducativos/mem2002/quimica/properiodicas/densidad.html - 5k

APÉNDICE 59


Tabla de Densidades ( x 103 kg/m3)*Hg Pb Cu Latón Fe Al Aire Agua Hielo alcohol

etílico13,6 11,3 8,92 8,6 7,8 2,70 1,29 1,00 0,917 0,816

Fuente:Sears-Zemansky-Young / Serway * Valores a presión atmosférica ytemperatura normales

Tabla de Viscosidad del agua (cp)

00C 200C 400C 600C 800C 1000C1,792 1,005 0,656 0,469 0,357 0,284

Tabla de Viscosidad del aire (cp)

00C 200C 400C 600C 800C 1000C171 181 190 200 209 218

Tabla de Viscosidad de la sangre entera (cp)

370C2,7

Tabla de Tensión superficial del agua (din/cm)

00C 200C 600C 1000C75,6 72,8 66,2 58,9

Coeficiente de Dilatación (a 200C) α (10-3K-1)

Agua 0,20Glicerol 0,50Aceite de oliva 0,72Alcohol metilico 1,11Acetato de etilo 1,37

Tabla de Calores específicosAl Sn Pb Fe Zn Cu

(J/kg K) 880 230 130 450 318 390(cal/g°C) 0,211 0,055 0,031 0,108 0,076 0,083

Fuente: Koshkin N. I., Shirkévich M. G.. Manual de Física Elemental. Editorial Mir 1975, pág. 74-75

APÉNDICE 60


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Bibliografía61

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Guia Fii 2013 II Doc Xd (2)

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