Tension superficial

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

(Universidad del Perú, DECANA DE AMERICA)

[pic]

FACULTAD DE ING. ELECTRONICA Y ELECTRICA

FACULTAD DE QUIMICA E INGENIERIA QUIMICA

TEMA: TENSION SUPERFICIAL

(EXPERIENCIA 3)

CURSO: LABORATORIO DE FISICA II

PROFESOR: MIGUEL CASTILLO

2011

TENSION SUPERFICIAL

EXPERIMENTO N°3

I. OBJETIVO

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

II. EQUIPOS / MATERIALES

Método Rayleigh ( Clásico )

1 Soporte Universal 1 Clamp

1 Bureta, medir diámetro externo 1 Termómetro

1 Vaso de precipitados Líquidos: agua, alcohol, ronEquipo automatizado ( Cobra 3 Basic-Unit)

1 Aro de medida de tensión superficial, de diámetro promedio 19.5mm.

1 PC con Windows XP/Windows 98

1 Cobra3 Basic-Unit 1 Cubeta Preti, d=20cm

1 Fuente de poder de 12V/2A 1 Paño

1 Software Cobra3 Force/Tesla 1 Probeta de 100ml

1 Modulo de medición de Newton 1 Accesorios deconexión

1 Sensor Newton 1 Plataforma de elevación vertical

1 Tripode Base 1 Cronometro

1 Varilla de 25cm 1 Clamp

III. FUNDAMENTO TEORICO

Las fuerzas moleculares que rodean una molécula en el interior de un liquido actúan sobre ella desde todos lados; ejerciéndose una presión isotrópica. La fuerza resultante que actua sobre una moleculalocalizada en la capa superficial no es cero, debido a que la resultante esta dirigida hacia el interior del liquido, como se ilustra en la Figura 1 interior del liquido

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 liquido que tiene un coeficiente de tensión superficial [pic]; se observaque mientras la gota no se desprenda, tomara 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 alcanzara 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,

Donde: m es la masa de la gota,

Res el radio externo de la punta de la bureta, y

[pic] es el coeficiente de tensión superficial de liquido.

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

Apartir de la ecuación (1) se podría determinar [pic] , pero como ahí no se ha tenido en cuenta el trabajo de deformación cilindro-esfera, el valor que se obtuviera no seria exacto. Rayleighretoco esta expresión, y encontró un modo empirico para determinara [pic]. Rectifico las constantes y llego a la ecuación.

Considerando un liquido de volumen V, de densidad [pic], y que en el hay un numero N de gotas, la masa de cada gota será,

Por lo tanto se encuentra que,

Equipo automatizado

Para incrementar el area de la superficie en un liquido en un [pic] , se deberealizar un trabajo [pic].

Donde , [pic] es la energía superficial especifica y es idéntica con la tensión superficial:

La fuerza F actúa tangencialmente en el borde de la longitud l del aro a fin de mantener la película liquida. Cuando usamos un aro de medición de radio r, la longitud del borde es l = [pic]

IV. EXPERIMENTO

MONTAJE 1 – Método de Ravleigh

Monteel equipo tal como muestra el diseño experimental de la figura 3.

Nota 1: Diámetro externo de la boquilla de la bureta=1mm.

Nota 2: Para asegurar su buen funcionamiento, la bureta debe estar limpia.

Enuncie. ¿Qué entiende por tensión superficial?

• Es la cantidad de energía necesaria para que un líquido aumente su superficie por unidad de área, lo cual implica que el líquido tiene...