EXPERIENCIA: TENSION SUPERFICIAL

INTEGRANTES: Chacn Robles Jhony 14190197 Chipana Poccorpach Lenin 14190033 Flores Fernndez Mara Fernanda 14070132 Jimenez Asencio Ximena Alejandra 14070138 Sulca Poma Junior David 13130060

PROFESOR: Miguel Castillo CURSO:Laboratorio de Fsica II

AO: 2015

Universidad del Per, DECANA DE AMRICA

DETERMINACIN DEL COEFICIENTE DE TENSIN SUPERFICIAL DE LOS LQUIDOSRESUMEN:En esta experiencia realizada se logr determinar el coeficiente de tensin superficial para el agua, alcohol y para el ron, empleando el mtodo de Rayleigh y adicionalmente para el agua se hizo uso de un equipo automatizado.Para hallar el valor del coeficiente de tensin superficial se usaron las siguientes ecuaciones: La ecuacin fue empleada para el mtodo de Rayleig.Mientras que la ecuacin se us cuando se trabaj con el equipo automatizado.Luego de realizar la experiencia se concluye principalmente que el coeficiente de tensin superficial ( vara de forma inversa con la temperatura como se pudo observar para el alcohol a 22C y a 50C.

INTRODUCCIN:En esta experiencia el objetivo principal es cmo determinar el coeficiente de tensin superficial?, para ello se emplearn dos mtodos: primero mediante el mtodo clsico o de Rayleigh y el segundo mediante el uso de un equipo automatizado (Cobra 3 Basic Unit).Para el primer mtodo haremos uso de la dinmica en la formacin de una gota, que se desprende de un tubo cilndrico de radio R, para un lquido con coeficiente de tensin superficial .Para calcular el valor de es necesario conocer una serie de ecuaciones: Despejando : Luego a partir de la ecuacin: Considerando un lquido de volumen y de densidad , y el nmero de goas, la masa de cada gota ser: Reemplazando en, se obtiene: Con estas ecuaciones determinamos los valores de para distintos lquidos.Mientras que para el clculo del coeficiente de tensin superficial usando el equipo automatizado se usarn las siguientes ecuaciones:

OBJETIVOS:

Relacionar la tensin superficial con la capilaridad.

Calcular la tensin superficial de diferentes lquidos por el mtodo del capilar.

Explicar fenmenos asociados con la tensin superficial

.

EQUIPOS Y MATERIALESMtodo Rayleigh (Clsico) 1 Soporte universal 1 Clamp 1 Bureta, medir dimetro externo 1 Termmetro 1 Vaso de precipitados Lquidos: agua, alcohol, ron

Equipo automatizado (Cobra 3 Basic-Unit) 1 Aro de medida de tensin superficial, 1 Varilla de 25 cm de dimetro promedio 19.5 mm. 1 Clamp 1 PC con Windows XP/Windows 98. 1 Plataforma de elevacin vertical 1 Cobra3 Basic-Unit 1 Cubeta Petri, d= 20cm 1 Fuente de poder de 12 V/2A 1 Pao 1 Software Cobra3 Force/Tesla 1 Probeta de 100 ml 1 Mdulo de medicin de Newton 1 Accesorios de conexin 1 Sensor Newton 1 Trpode Base 1 Cronmetro

FUNDAMENTO TEORICOUna molcula en el interior de un lquido, experimenta fuerzas de atraccin debidas a las molculas vecinas, como se muestra en el esquema de la figura 1. Si esta molcula se encuentra en la superficie libre del lquido, en contacto con aire, las fuerzas de interaccin aire-lquido son menores que las del lquido-lquido, por lo que la energa potencial de la molcula en la interface es mayor que la de las molculas en el seno del lquido.

Figura 1.

La tendencia de todo sistema a evolucionar hacia un estado de equilibrio estable, con una energa potencial mnima, obliga al fluido a adquirir una configuracin tal que el rea de la interface de separacin con otros medios sea lo ms pequea posible. Podra decirse, como analoga, que la superficie libre de un lquido se comporta como una lmina elstica que busca el equilibrio minimizando su rea.

La relacin de proporcionalidad entre la energa potencial superficial U y el rea de la superficie S puede escribirse como:U = S

(1)

Donde la constante de proporcional es el coeficiente de tensin superficial.Una forma de observar los efectos de la tensin superficial es introducir un objeto en un lquido. Al intentar sacarlo de l, el rea de la superficie libre del lquido se modifica y aparece la denominada fuerza de tensin superficial, F, que se opone a que aumente el rea de la superficie libre, y que puede expresarse como:F = L

(2)

Donde L es el permetro de la interface lquido-aire-objeto.

COEFICIENTE DE TENSIN SUPERFICIAL Figura 2.

Se puede determinar la energa superficial debida a la cohesin mediante el dispositivo de la figura 2.Una lmina de jabn queda adherida a un alambre doblada en doble ngulo recto y a un alambre deslizante AB. Para evitar que la lmina se contraiga por efecto de las fuerzas de cohesin, es necesario aplicar una fuerza F al alambre deslizante. La fuerza F es independiente de la longitud x de la lmina. Si desplazamos el alambre deslizante una longitud x, las fuerzas exteriores han realizado un trabajo F x, que se habr invertido en incrementar la energa interna del sistema. Como la superficie de la lmina cambia en S=2dx (el factor 2 se debe a que la lmina tiene dos caras), lo que supone que parte de las molculas que se encontraban en el interior del lquido se han trasladado a la superficie recin creada, con el consiguiente aumento de energa. Si llamamos a la energa por unidad de rea, se verificar que

la energa superficial por unidad de rea o tensin superficial se mide en J/m2 o en N/m.La tensin superficial depende de la naturaleza del lquido, del medio que le rodea y de la temperatura. En general, la tensin superficial disminuye con la temperatura, ya que las fuerzas de cohesin disminuyen al aumentar la agitacin trmica. La influencia del medio exterior se comprende ya que las molculas del medio ejercen acciones atractivas sobre las molculas situadas en la superficie del lquido, contrarrestando las acciones de las molculas del lquido.

METODO DEL ANILLOEn el mtodo de Nouy, se reemplaza la placa rectangular suspendida verticalmente por un anillo terico suspendido horizontalmente, en forma perfectamente paralela con la superficie o interface. El anillo tiene un radio R, y est hecho con un alambre de radio r, resultando en un permetro total de L = 4R. Ntese que este permetro es una aproximacin, ya que no toma en cuenta la posicin exacta de la lnea de contacto trifsico respecto al anillo. En todo caso es vlido si r