MEDIDA DEL COEFICIENTE DE EXPANSIÓN VOLUMETRICA DEL AGUA

MEDIDA DEL COEFICIENTE DE EXPANSIÓN VOLUMETRICA DEL AGUA

RESUMEN

Para la determinación del coeficiente de expansión volumétrica del agua, se siguió un procedimiento previo; primero se encontró el volumen del dilatómetro, luego se realizó la calibración del mismo, y por ultimo se tomó la temperatura y la altura del capilar a medida que se enfriaba el recipiente que contenía el dilatómetro.

INTRODUCCIÓN

En este trabajo se hace referencia a los cambios de dimensiones que sufre el agua sin que se produzcan cambio de fase; debido al aumento de temperatura, a presion constante.

Como la forma de un fluido no está definida, solamente tiene sentido hablar del cambio del volumen con la temperatura. La respuesta de los gases a los cambios de temperatura o de presión es muy notable, en tanto que el cambio en el volumen de un líquido, para cambios en la temperatura o la presión, es muy pequeño.

Los líquidos se caracterizan por dilatarse al aumentar la temperatura, siendo su dilatación volumétrica unas diez veces mayor que la de los sólidos.

Sin embargo, el líquido más común, el agua, no se comporta como los otros líquidos. Entre 0 y 4ºC el agua líquida se contrae al ser calentada, y se dilata por encima de los 4ºC, aunque no linealmente. Sin embargo, si la temperatura decrece de 4 a 0ºC, el agua se dilata en lugar de contraerse. Dicha dilatación al disminuir la temperatura no se observa en ningún otro líquido común; se ha observado en ciertas sustancias del tipo de la goma y en ciertos sólidos cristalinos en intervalos de temperatura muy limitados, un fenómeno similar. La densidad del agua tiene un máximo a 4ºC, donde su valor* es de 1 000 kg/m3. A cualquier otra temperatura su densidad es menor. Este comportamiento del agua es la razón por la que en los lagos se congela primero la superficie, y es en definitiva lo que hace posible la vida subacuática.

MARCO TEORICO

El coeficiente de expansión volumétrico puede determinarse mediante un dilatómetro. Este consiste de un frasco de vidrio que tiene un tapón dotado de un capilar de radio r conocido que se eleva sobre el tapón. Cuando el dilatómetro se calienta uniformemente, mediante un baño maría, el nivel del liquido en el capilar cambia en h, por lo que el cambio en el volumen es: V r2h con r1,5 [mm].

Sin embargo se debe tener en cuenta que el dilatómetro también se expande al calentarse. Esta expansión contrarresta el cambio en el nivel del menisco en el capilar, por lo cual , el cambio en el volumen del liquido es: Vo V + VD donde el cambio en el volumen del dilatómetro VD se da por: VD  DVoVD, siendo D 0,84x10-4 [K-1]. Si se combinan las anteriores ecuaciones se tiene que:

Siendo V0 el volumen inicial del dilatómetro.

Para calcular este volumen se mide la masa cuando el dilatómetro esta vacio, y luego cuando esta lleno de agua. El volumen Vo se da por: donde  es la densidad del agua.

PROCEDIMIENTO

Primero se procedió a calibrar el dilatómetro; para esto, se midio la masa que fue de 49,7

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