informe n5 fisica ii grupo sabado 12 2

7/23/2019 Informe N5 Fisica II Grupo Sabado 12 2

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TENSIÓN

SUPERFICIAL

Integrantes:

* Ladera Ladera Dina Miriam

14070169

* Flores Rivas Mirza Luzmilla

1317001

* Manri!ue "idalgo #duardo

14070143

* $illazana "uallullo %endol&

1'070147

*Retuerto (am)oa evin +agler



In,orme -0 ' La)oratorio de F.si/a

RESUMEN:

#n esta eerien/ia realizada se logr2 determinar el /oe,i/iente de tensi2n suer,i/ial ara

el agua al/ool & ara el ron emleando el m5todo de Ra&leig & adi/ionalmente ara el

agua se izo uso de un e!uio automatizado

ara allar el valor del /oe,i/iente de tensi2n suer,i/ial se usaron las siguientes

e/ua/iones:

α =( 519 )( ρV

N )( g

R ) 8 ρ :densidad del líquido(

g

cm3 )

V : volumendel líquido(cm3)

N : número de gotas

g=9.8×102 cm/s2

R : radio de labureta

α = F α / L 8 L: longitud del aro

F α : fuerza de tensiónsuperficial

La e/ua/i2n ,ue emleada ara el m5todo de Ra&leig

Mientras !ue la e/ua/i2n se us2 /uando se tra)a2 /on el e!uio automatizadoLuego de realizar la eerien/ia se /on/lu&e rin/ialmente !ue el /oe,i/iente de tensi2n

suer,i/ial α ¿ var.a de ,orma inversa /on la temeratura /omo se udo o)servar ara el

al/ool a ;< & a '0;<

INTRODUCCIÓN:

#n esta eerien/ia el o)etivo rin/ial es =/2mo determinar el /oe,i/iente de tensi2n

suer,i/ial> ara ello se emlear?n dos m5todos: rimero mediante el m5todo /l?si/o o de

Ra&leig & el segundo mediante el uso de un e!uio automatizado <o)ra 3 @asi/ A BnitC

ara el rimer m5todo aremos uso de la din?mi/a en la ,orma/i2n de una gota !ue se

desrende de un tu)o /il.ndri/o de radio R ara un l.!uido /on /oe,i/iente de tensi2n

suer,i/ial α

[Escriba texto] Página 1




ara /al/ular el valor de α es ne/esario /ono/er una serie de e/ua/iones:

mg=2 Rα 8

Deseando α :

α =( 12 )(mg

R ) 8 m: masade la gota

R : radio e!ternode la punta dela bure ta

α : coeficiente de tensión superficial

Luego a artir de la e/ua/i2n:

α =( 519 )( mg

R ) 8

<onsiderando un l.!uido de volumen V & de densidad ρ & N el nmero de goas

la masa de /ada gota ser?:

m= ρV

N 8

Reemlazando

en

se o)tiene:

α =( 519 )( ρV

N )( g

R ) 8





<on estas e/ua/iones determinamos los valores de α ara distintos l.!uidos

Mientras !ue ara el /?l/ulo del /oe,i/iente de tensi2n suer,i/ial α usando el e!uio

automatizado se usar?n las siguientes e/ua/iones:

L=2 r 8 r : radio delaro

L: longitud del aro

α = F α / L 8 F α : fuerza de tensiónsuperficial

L: longitud del aro

MÉTODO EXPERIMENTAL:

ara esta eerien/ia se ne/esitar? /ontar /on un soorte universal de donde se

susender? la )uretaC dos vasos de re/iitado uno ara llevar a /a)o el )aEo mar.a & otro

/omo de2sito de des/arga del l.!uidoC un term2metro ara medir la temeratura en la

!ue se llevar? a /a)o el )aEo mar.aC l.!uidos muestra agua al/ool ronC de los !ue se

determinar?n sus /oe,i/ientes de tensi2n suer,i/ial una )ureta donde se verter? el l.!uido

ara /ontar el nmero de gotasC

dem?s se /ontar? /on un e!uio automatizado <o)ra 3 Bnit A @asi/C el /ual ermitir?

mediante un sensor !ue este e!uio usando un so,tGare registr5 los valores de la ,uerza de

tensi2n suer,i/ial ara el l.!uido muestra vs el tiemo

He toman intervalos de 10s & se trasladan a una oa de #/el los valores de F ara di/os

intervalos

RESULTADOS Y DISCUSIÓN:

#n este unto se mostrar?n las ta)las ne/esarias ara /al/ular los ar?metros /al/ulados

He mostrar?n las ta)las 1 & & los valores romedio ara la ,uerza de tensi2n suer,i/ial

Tabla 1





" # $

ambiente=22 $ %

Líquid

& 2' "lco(ol Ron/ )ezcla

ρ

(

g

cm3

) V (ml)

N

(¿ gota

ρ

(

g

cm3

) V (ml)

N

(¿ gota

ρ

(

g

cm3

) V (ml)

N

(¿ g

1 099 '0 104 090 30 131 094' 30 14

09 4 100 091 6 10 0946 7 13

3 0990 47 96 090 7 1 0944 13

4 0991 46 93 09 9 17 094' 6 13

' 0990 49 10 0 1' 0944 9 14 *rome 0996 4 99 096 1' 0944 13

+rror

#otal00'00

30144

3J 00'00

30144

3J 00'001

30144

3J

α ( dina

cm 68.777 , 0.067424 28.533 ,0.094955 27.450 ,0.093041

Los errores ara el nmero de gotas se ueden tolerar o no /onsiderar &a !ue estos son

errores sistem?ti/os !ue deenden de la a)ilidad del eerimentador

He ro/ede a /al/ular el /oe,i/iente de tensi2n suer,i/ial α C ara /ada l.!uido

A 20°C:

Para el & 2'

: Para el alcohol:

α 1=( 519 )( 0.989×5.0

104 )( 9800.18 )=68.124 α 1=( 519 )( 0.890×3.0

131 )( 9800.18 )=29.202

α 2=( 519 )( 0.988×4.8

100 )( 9800.18 )=67.947 α 2=( 519 )( 0.891×2.6

120 )( 9800.18 )=27.659

α 3=( 519 )( 0.990×4.7

96 )( 9800.18 )=69.444 α 3=( 519 )( 0.890×2.7

122 )( 9800.18 )=28.220





α 4=( 519 )( 0.991×4.6

93 )( 9800.18 )=70.229 α 4=( 519 )( 0.889×2.9

127 )( 9800.18 )=29.085

α 5=

(

5

19

)(

0.990×4.9

102

)(

980

0.18

)=68.140 α 5=

(

5

19

)(

0.888×2.8

125

)(

980

0.18

)=28.499

α & 2 '=68.777 dina/cm α alco(ol=28.533dina /cm

Para el ron:

α 1=( 519 )( 0.945×3.0

142 )( 9800.18 )=28.605

α 2=( 519 )( 0.946×2.7

136 )( 9800.18 )=26.908

α 3=( 519 )( 0.944×2.8

137 )( 9800.18 )=27.643

α 4=( 519 )( 0.945×2.6

135 )( 9800.18 )=26.076

α 5=( 519 )( 0.944×2.9

140 )( 9800.18 )=28.016

α ron=27.450dina /cm





Luego de a)er o)tenido el valor del /oe,i/iente de tensi2n suer,i/ial ara los l.!uidos

!ue se utilizaron /omaramos estos valores /on los valores de las ta)las & as. se /al/ula el

error or/entual ara /ada uno de ellos

A 22C:

α & 2 'exp

=68.777 dina /cm

α & 2 'teór-

=72.800 dina /cm

.error=α & 2 'teór-

−α & 2 'exp

α & 2' teór-

×100 =72.800−68.777

72.800×100=5.526

α alco(olexp -

=28.533dina /cm

α alco(olteór-

=30.100dina/cm

.error=α alco(olteór-

−α alco(olexp -

α alco(olteór-

×100=30.100−28.533

30.100×100=5.206

α ronexp -

=27.450 dina /cm

α ronteór-

=29.010 dina/cm

.error=α ronteór-

−α ronexp -

α ronteór-

× 100=29.010−27.450

29.010×100 =5.377

Tabla 2





+nba/o maría# $=50 $ %

Líquido

"lco(ol

ρ( g

cm3 ) V (ml) N (¿ gotas)

1 079 0 131

000 19 1

3 010 16 1

4 00' 17 13

' 0799 1 16 *romedio 004 1 16

+rror #otal 00'04'3 01443 J

α ( dina

cm ) 16.397 ,0.124928

<al/ulamos los valores de α ara el al/ool a '0;< )aEo mar.aC

α 1=( 519 )( 0.798×2

131 )( 9800.18 )=17.455

α 2=( 519 )( 0.800×1.9

128 )( 9800.18 )=17.014

α 3=( 519 )( 0.810×1.6

122 )( 9800.18 )=15.220

α 4=( 519 )( 0.805×1.7

123 )( 9800.18 )=15.941

α 5=( 519 )( 0.799×1.8

126 )( 9800.18 )=16.354

α 50$ %

alco(ol=16.397dina /cm





VALORES PROMEDIO DE LA FUERZA DE TENSIÓN SUPERFICIAL

F α 1 2 ! " # *romedio +rror

000933 000914 0009' 000964' 0009744 000974 0.001010

E$ALUACIÓN:

Para el equip au!"a!i#a$% $e!er"i&e el 'e(i'ie&!e $e !e&)i*& )uper(i'ialu!ili#a&$ la e'ua'i*& +, C& )u errr 'rre)p&$ie&!e, Re'uer$e que la l&-i!u$ L $elar $e.e e)!ar e& "e!r),

α 1= F α

L =

0.009833

2 (0.0195)=0.080255 N /m

α 2=

F α

L =

0.009814

2 (0.0195)=0.080100 N /m

α 3= F α

L =

0.009582

2 (0.0195)=0.078206 N /m

α 4= F α

L =

0.009645

2 (0.0195)=0.078720 N /m

α 5= F α

L =

0.009744

2 (0.0195)=0.079529 N /m

α *=0.079362 N /m





0 α =√( 0 F α

´ F α )

2

+(0 L´ L )

2

=0.990102

Cal'ule el errr pr'e&!ual para el 'e(i'ie&!e $e !e&)i*& )uper(i'ial,

Ha)iendo !ue elα & 2 '=0.072800 N /m

.error=α & 2 'teór-

−α & 2 'exp

α & 2' teór-

×100 =−9.013736 (error por e!ceso)

D/ 'i&' ee"pl) $e apli'a'i*& pr1'!i'a $el (e&*"e& $e !e&)i*& )uper(i'ial: E& l)'a"p) $e: 'ie&'ia% !e'&l-a 3 el 4-ar,

La tensi2n suer,i/ial se en/uentra rela/ionada /on:

• #l oder del a)2n ara limiar

• Forma/i2n de esumas

• Los inse/tos ueden ermane/er susendidos so)re el agua

• La /ailaridad ,en2meno !ue ermite a las lantas llevar agua desde las ra./es asta la

arte m?s alta del tallo

• #l e/o !ue se moe una tela normal ero no una imermea)le

• La ,orma es,5ri/a de las gotas de un l.!uido

El $i1"e!r e5!erir e i&!erir $el ar )&: 20,0 "" 3 67,0 "", 8alle la l&-i!u$).re la 'ual a'!9a la )uper(i'ie !e&)ra $el lqui$,

ara esto de)emos tomar los dos radios:re!terno=10.0mm

&rinterno=9.5mm

Luego la longitud L ser? igual a: L=2 (10.0+9.5 )=39

C"pare l) re)ul!a$) $e a".) "/!$) Cu1l e) )u pi&i*& al re)pe'!;

He uede de/ir !ue am)os m5todos se aroiman al valor te2ri/o tal vez la di,eren/ia

radi/a en !ue al emlear el rimer m5todo m5todo /l?si/o o de Ra&leigC se emlean

otras e/ua/iones totalmente distintas /on rese/to al segundo m5todo & !ue el rimer

m5todo es mu/o m?s sen/illo de llevarse a /a)o





CONCLUSIONES:

- De la eerien/ia realizada se /on/lu&e !ue el /oe,i/iente de tensi2n suer,i/ial deende

de la temeratura de manera inversa &a !ue disminu&e a medida !ue aumenta latemeratura

- He /on/lu&e !ue el & 2'

tiene ma&or /oe,i/iente de tensi2n suer,i/ial !ue el al/ool

& el ron & otros l.!uidos esto de)ido a !ue las ,uerzas intermole/ulares entre las

mol5/ulas de agua reresentan alta energ.a or la eisten/ia de los enla/e uente de

idr2geno #"C

- Kam)i5n se /on/lu&e !ue el ,en2meno de tensi2n suer,i/ial est? mu& resente en

nuestra vida /otidiana este ,en2meno eli/a mu/os ,en2menos /ara/ter.sti/os de los

l.!uidos /omo la ,orma/i2n de gotas /uando el l.!uido sale a trav5s de ori,i/ios e!ueEos la ,orma/i2n de esuma et/

- He uede /on/luir !ue de)ido a la tensi2n suer,i/ial las mol5/ulas de los l.!uidos se

atraen unas a otras or tanto las !ue se en/uentran en la suer,i/ie estar?n atra.das a las

del interior as. tam)i5n ser?n atra.das or las mol5/ulas del re/iiente !ue los /ontiene





RECOMENDACIONES:

- ara la eerien/ia realizada se re/omienda siemre al tomar datos tomar la ma&or

/antidad de ve/es ara disminuir los errores

- Kam)i5n es ne/esario al momento de dear /aer l.!uido de la )ureta regular la /a.da de

5ste ara oder /ontar meor el nmero de gotas ara el volumen elegido

- He re/omienda !ue al momento de tomar los valores de la ,uerza de tensi2n suer,i/ial

de la gr?,i/a se tomen no s2lo los m?imos valores si no !ue donde la ,uerza no var.e

signi,i/ativamente

RE%ERENCIAS:

1 Le&va -averos "um)erto NF.si/aO Komo II #d Mosera 001

Roas HaldaEa us)erto NF.si/aO Komo II #d Han Mar/os 00

3 HerGa& Ra&mond NF.si/aO Komo I #d M/ (raG A "ill 004





APÉNDICES:

- Ta.la 6:

& 2'

ρ : V : α :

1 =√∑( !i−´ !)

n 1 =√∑

( !i−´ !)

n

0 α =

√( 0 ρ

´ ρ )

2

+

(0 V

V

)

2

1 =0.001020 1 =0.141421 0 α =0.067424

+a= 31

√ n−1 +a= 31

√ n−1

+a=0.001530 +a=0.212132

+i= + lm=0.05 +i= + lm=0.03

0 ρ=√ + a

2+ +i

20 V =√ +a

2+ + i

2

0 ρ=0.050023 0 V =0.214243

alco(ol

ρ : V : α :





1 =√∑( !i−´ !)

n 1 =√∑

( !i−´ !)

n

0 α =

√(

0 ρ

´ ρ

)

2

+

(

0 V ´

V

)

2

1 =0.001020 1 =0.141421 0 α =0.094955

+a= 31

√ n−1 +a= 31

√ n−1

+a=0.001530 +a=0.212132

+i= + lm=0.05 +i= + lm=0.03

0 ρ=√ + a

2+ +i

20 V =√ +a

2+ + i

2

0 ρ=0.050023 0 V =0.214243

ron

ρ : V : α :

1 =√∑( !i−´ !)

n 1 =√∑

( !i−´ !)

n

0 α =√( 0 ρ

´ ρ )2

+(0 V

V )2

1 =0.000748 1 =0.141421 0 α =0.093041

+a= 31

√ n−1 +a= 31

√ n−1

+a=0.001122 +a=0.212132





+i= + lm=0.05 +i= + lm=0.03

0 ρ=√ + a

2+ +i

20 V =√ +a

2+ + i

2

0 ρ=0.050013 0 V =0.214243

- Ta.la 2:

ρ : V : α :

1 =

√

∑ ( !i−´ !)

n 1 =

√

∑ ( !i−´ !)

n

0 α =√( 0 ρ

´ ρ )2

+(0 V

V )2

1 =0.004499 1 =0.141421 0 α =0.124928

+a= 31

√ n−1 +a= 31

√ n−1

+a=0.006748 +a=0.212132

+i= + lm=0.05 +i= + lm=0.03

0 ρ=√ + a

2+ +i

2

0 V =√ +a

2+ + i

2

0 ρ=0.050453

0 V =0.214243

Kam)i5n se /al/ular? el error ara F α :





1 =√∑( !i−´ !)

n +a=0.000145 0 F α =0.001010

1 =0.000097 +i=0.001

+a= 31

√ n−1 0 F α =√ +a

2+ +i

2


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