Práctica 03 Tensión superficial

PRÁCTICA 03 TENSIÓN SUPERFICIAL

1. OBJETIVOS:

• Determinar la tensión superficial de un líquido.

1. FUNDAMENTO TEÓRICO:

La tensión superficial es una propiedad física característica de los líquidos que se origina debido a las fuerzas de cohesión entre sus moléculas. En el interior del líquido, las moléculas están rodeadas de otras en todas direcciones, lo que produce una fuerza neta nula. Sin embargo, en la superficie, las moléculas carecen de vecinas en la parte superior, generando una fuerza resultante dirigida hacia el interior del líquido. Este fenómeno hace que la superficie se comporte como una película elástica que tiende a minimizar su área superficial.

Es usual ver a un insecto “caminar” sobre la superficie libre del agua, o cuando depositamos cuidadosamente una navaja de afeitar o una aguja sobre la superficie libre de un líquido, estos “flotan”, este tipo de situaciones demuestra la existencia de una tensión ligera en la superficie de un líquido tal que soporta este tipo de acciones.[pic 1]

                        Fig.01: Ilustración del insecto sobre el agua

Para formar una depresión superficial se debe realizar un trabajo, en la medida que las moléculas que están en el interior tienden a ir hacia la superficie para incrementar el área, de esta forma la superficie actúa como una membrana elástica y la fuerza del peso de un objeto como el caso de una aguja, es soportada por más componentes de la tensión superficial, dirigiéndose hacia arriba.

[pic 2]

                                Fig.02: Tensión superficial

La tensión superficial de un líquido es definida como la fuerza por unidad de longitud que actúa a lo largo de una línea, cuando se estira la superficie, así tenemos:[pic 3]

Para la medida de la fuerza debemos tomar en cuenta que la superficie de la película realiza trabajo, el cual viene dado por la ecuación:

ΔW = FΔX = γbΔX =γΔA

Donde para el caso del aro de metal, b representa la longitud de dos circunferencias que toman contacto, esto es b = 4𝜋r

Tensión superficial, condición existente en la superficie libre de un líquido, semejante a las propiedades de una membrana elástica bajo tensión. La tensión es el resultado de las fuerzas moleculares, que ejercen una atracción no compensada hacia el interior del líquido sobre las moléculas individuales de la superficie; esto se refleja en la considerable curvatura en los bordes donde el líquido está en contacto con la pared del recipiente. Concretamente, la tensión superficial es la fuerza por unidad de longitud de cualquier línea recta de la superficie líquida que las capas superficiales situadas en los lados opuestos de la línea ejercen una sobre otra.

1. MATERIAL Y EQUIPOS:

1. PROCEDIMIENTO:[pic 8]

• Llenar con el líquido en estudio a la fuente.

[pic 9]

[pic 10]

• Determina el diámetro del anillo de alambre.

[pic 11]

• Suspender el anillo de alambre del dinamómetro, buscando que la superficie se encuentre nivelada y en equilibrio.[pic 12][pic 13]
• Observar que conforme se va desalojando el líquido de la fuente se va incrementando el valor marcado por el dinamómetro, hasta que el anillo está a punto de desprenderse de la superficie, en tal sentido existirá un incremento de fuerza ejercida por la superficie del líquido.

[pic 14][pic 15][pic 16]

[pic 17][pic 18]

• Realiza esta prueba para 0° C y para 20° C, en el caso del agua pura, en los otros casos trabaja solamente a 20° C, en cada prueba toma un conjunto de 5 juegos de datos para encontrar el valor promedio de la tensión superficial.

1. RESULTADOS:

1.Para el agua Datos

ϒ        = F/ 4𝜋r

-        Diámetro = en m. (el diámetro es el promedio del diámetro exterior y el interior

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