TP 4 TENSION SUPERFICIAL
2015
OBJETIVOS:
Medir el coeficiente de tensión superficial de distintos líquidos por medio de dos metodologías: Tensiometría Lecompte Du Noüy y Estalagmometría.
Comparar ambos métodos y los resultados obtenidos en cada caso.
PARTE I: Tensiometría
. FUNDAMENTOS:
La fundamentación física de esta metodología radicaen medir la resistencia de las interfases frente a una deformación. Esta medición nos brindará el coeficiente de tensión superficial de las interfases a estudiar. La fuerza de tensión superficial se ejerce en todo el perímetro de la zona de deformación, en este caso el perímetro total del anillo. Esta fuerza será tangente a la interfase mencionada.
Ecuación 1: Fɣ= ɣ x perímetroɣ= coeficiente de tensión superficial
Fɣ= fuerza de tensión superficial
La tensiometría de Lecompte du Noüy mide la fuerza externa necesaria para despegar el anillo del tensiómetro de la superficie del líquido en el que está apoyado. La fuerza externa es contrarrestada por la sumatoria de las componentes verticales de lafuerza de tensión superficial en cada punto que forma el perímetro.
Ecuación 2: dFɣ= dFɣ x cosβ
β= Ángulo formado entre el vector
de la fuerza ɣ y su componente
en y.Ecuación 3: F ext = ∑dFɣy = ∑dFɣ x cos β
Cabe destacar que justo en el momento previo a que el anillo se desprende de la superficie libre del líquido, los módulos de la fuerza externa y de la fuerza de tensión superficial se consideran de igual magnitud. El ángulo βdisminuye progresivamente hasta que alcance un valor β=0 (cos 0=1), por lo tanto aumenta la componente vertical de Fɣ (Fɣy) y disminuye proporcionalmente la componente horizontal (Fɣx ).
También deberán tenerse en cuenta las dimensiones del anillo.
Ecuación 4: Fext = ɣ ( πDi+πDe) (En el instante del desprendimiento)
De= diámetroexterno del anillo
Di= diámetro interno del anillo
Fext= fuerza externa aplica
Por lo tanto el coeficiente se va a poder calcular utilizando:
Ecuación 5: ɣ= Fext__ Fext= fuerza externa aplicada
( πDi+πDe)
Se considera que ladiferencia entre el diámetro interno y el externo se considera despreciable y se asume Di=De . Por lo que la expresión usada en los cálculos es:
Ecuacion 6: ɣ= Fext__
2 π Di/e
Diámetro externo del anillo: (21,85 ± 0,05) mm. Para efectuar la medida se utilizó el calibre.
Resultados:
Calibración del instrumento
Tabla 1: Valores de las fuerzas
masa (g)(±0,001g)
fuerza (dyn) (±1)
lectura (div.) (±0,1div)
0,000
0,0
0,0
0,201
197
11,0
0,340
333
19,6
0,411
403
23,6
0,504
494
28,7
0,607
595
35,0
0,705
691
40,6
0,795
779
46,2
0,919
900
53,3
1,000
980
58,5
1,105
1083
64,3
1,225
1200
71,7
1,397
1369
82,5
1,502
1472
88,4
1,606
1573
95,1
1,728
1692
102,7
Gráfico 1:Calibración del tensiómetro de Lecompte du Nouy
Ecuación de la recta: Lect.(div.)=(0,0608±0,000227) div/dyn-(0,951±0,225)
Medidas de fuerzas de tensión superficial
Tabla 2:Valores de fuerza de tensión superficial para el agua destilada
Lectura (div) (±0,1div)
Fuerza (dyn) (±0,02 dyn)
63,6
1030,41
63,6
1030,41
63,7
1032,05
63,6
1030,41
63,3
1025,47
Tabla 3: Valores de fuerza de tensión superficial para la solución alcohólica
Lectura (div) (±0,1)
Fuerza (dyn) (±0,02 dyn)
39,6...
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