Termómetro

Páginas: 5 (1180 palabras) Publicado: 28 de octubre de 2014
Universidad Nacional de Colombia
Departamento de química
Laboratorio de Fisicoquímica I (2025338)
MANEJO DE INFORMACIÓN EXPERIMENTAL
Objetivo general: retomar las competencias necesarias para el trabajo en el laboratorio, pera el refuerzo de métodos y conocimientos necesarios para el trabajo en este, calibrar un termómetro basado en el principio de expansión de columna capilar empleandolíquidos termométricos no convencionales.
Objetivos específicos: Adquirir destrezas en el manejo de materiales de laboratorio y operaciones básicas como la densimetría y el pesaje de precisión.
h
Determinar el coeficiente de expansión térmica para soluciones de cloruro de sodio a distintas concentraciones molal sometido a diferentes temperaturas.
Adquirir destrezas en el manejo de informacióngráfica así como en el trabajo estadístico.
Determinar la sensibilidad de un termómetro hipotético a partir del coeficiente de expansión térmica del agua.
Ecuaciones de trabajo
ρ=mv (2)
Ecuación de densidad en donde m es la masa del objeto a estudiar y v es el volumen respectivo. La relación entre estos expresa la distribución de la masa en el volumen.
αv=1v∂v∂Tp(3)
Donde la temperatura estáexpresada en Kelvin, y el factor 1/v permite expresar αv como una propiedad intensiva.
Si resolvemos la anterior ecuación diferencial obtenemos que:
αv=lnV2V1T2-T1∆V=Vbαa∆Tαa=αv-αg (4)
Donde Vb es el volumen del bulbo que contiene el termómetro, αa es un coeficiente de dilatación térmica aparente promedio para el rango de temperatura de operación escogido y que resulta de la combinación de losefectos de dilatación del líquido αv y αg corresponde al coeficiente de expansión del vidrio del bulbo.
Si el diámetro del capilar es d, la sensibilidad del termómetro se expresa matemáticamente como:
s=4Vb(αa)πd2 (5)
Datos experimentales
Se trabajó con NaCl diluido a concentraciones 0.001m, 0.005m 0.01m, 0.05m, 0.1m, 0.5m, 1m y 2m, cada una de estas concentraciones fueron sometidas atemperaturas de 290.15K, 298.15K, 303.15K y 313.15K
Temperatura (K) Densidad agua (g/ml)
290,15 0,9988
298,15 0,9971
303,15 0,9957
313,15 0,9922

Tabla N. 1 Relación entre temperatura y densidad del agua. (6)
Masa instrumento lleno 90,035 g
Densidad agua (20,2 °C) 0,998234 g/ml
Volumen bulbo 1,313 ml
Volumen instrumento 1,661 ml
Volumen capilar 0,337 ml
Altura del capilar 19,2 cm
Radio delcapilar 0,0749 cm
Diámetro del capilar 0,15 cm
Sensibilidad del termómetro 0,0151 ml/(K*cm^2)
Tabla N.2 Datos obtenidos a partir de la práctica de la sensibilidad del termómetro.
Valores teóricos para soluciones acuosas de cloruro de sodio (1):

Tabla N3 Datos teóricos de volumen específico para soluciones acuosas de cloruro de sodio.

Tabla N 4 Datos teóricos de densidad para solucionesacuosas de cloruro de sodio.

Tabla N 5 Datos de coeficiente de expansión cúbica calculados a partir de datos teóricos.
Resultados:
92075topTabla N. 6 Densidades de soluciones de NaCl a distintas concentraciones molal, sometidas a diferentes temperaturas.
Tabla N. 7 Volumen específico de soluciones acuosas de NaCl a distintas concentraciones molal, sometidas a diferentes temperaturas.

TablaN. 8 Coeficiente de expansión cúbica de soluciones acuosas de NaCl a distintas concentraciones molal frente a diferentes temperaturas.

Gráfica N.1. Variación de la densidad como función de la temperatura para dichas soluciones.

Tabla N 9. Errores absolutos y relativos referentes a los valores del coeficiente de expansión cúbica para las soluciones empleadas.
Análisis de resultados
Lapráctica consistía en encontrar el coeficiente de expansión cúbica para varias soluciones acuosas de cloruro de sodio sometidas a las temperaturas ya mencionadas, sin embargo, se puede establecer e intentar dar una explicación de otras variables que están implícitas en el proceso para determinar nuestro objetivo. Como segundo aspecto se quería construir un termómetro basándose en la propiedad que...
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