Desarrollo experimental

1. Objetivo
2. Comentario al desarrollo experimental
3. Tabla de datos experimentales
5. Análisis de gráficas y resultados

OBJETIVO

Determinar la tensión superficial de sustancias puras a temperatura fija por el método del anillo, calculando el factor de corrección por: tablas, ecuaciones y grafica, así como análisis comparativo con respecto al valor bibliográfico.

COMENTARIO AL DESARROLLO EXPERIMENTAL

El desarrollo experimental planteado en la practica, esta plasmado de tal forma, que el alumno comprende y retiene lo planteado, es decir, que se presenta de una manera clara y concisa.

Como comentario al desarrollo experimental practico, en si cumple los requerimientos necesarios para plasmar lo obtenido en la teoría, con lo cual, queda demostrado su veracidad.

En desde mi punto de vista, el desarrollo experimental es bueno y cumple con los objetivos y requerimientos teóricos-prácticos de la termodinámica básica, en esta practica cabe hacer menciona también que de alguna u otra manera el estado del equipo utilizado es bueno, teniendo en cuenta que es algo viejo y no conserva sus partes originales, concluyo con que el desarrollo experimental de esta practica resulto satisfactorio.

TABLA DE DATOS EXPERIMENTALES

EVENTO	ESPIRAL (DINA/CM.)	LÍQUIDO (DINA/CM.)	TEMPERATURA DEL LIQUIDO (ºC)
1	22.8	42	23
2	22.7	41.5
3	22.6	42

TABLA 1: DATOS EXPERIMENTALES PARA REPORTAR espiral Y liquido

CÁLCULOS

1. Obtenga la constante de proporcionalidad del equipo (K) con ecuación 15

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Donde:

0prom = lectura promedio

K = constante de proporcionalidad del equipo

m = masa (0.500g)

g = aceleración de la gravedad en México = 978 cm. /s2

SECUENCIA DE CÁLCULOS

• Determinando 0prom

0prom = 

0prom = ((22.8 + 22.7 + 22.6) dina/cm.) / 3= 22.7 dina/cm.

• Determinando la constante de proporcionalidad

K = (0.5g x978 cm./s2) = 21.54 cm.

22.7 dina / cm 

2.- Determine la fuerza máxima aplicada al anillo para rompimiento de la película superficial del líquido.

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DONDE:

F = fuerza expresada en dinas

K = constante de proporcionalidad (cm.)

liqprom = lectura promedio en el limbo del tensiómetro (dina/cm.)

SECUENCIA DE CÁLCULOS:

liqprom= (42 + 41.5 + 42) dinas/cm. = 41.83333 dinas/cm

F = (21.54cm) (41.8333dina/cm.) = 901.84 dinas

3.- calcule el factor de corrección "F" por medio de tablas

3.1.- consultando la tabla nº3 del anexo 1. Conociendo el perímetro del anillo "per." y utilizando la ecuación 8, calcular la "R" y conociendo el diámetro del alambre del anillo obtener el radio del alambre "r" y a partir de ello, calcule R/r

3.2.- determine la relación R3/V de acuerdo a la ecuación 17

3.3- obtenga el factor de corrección por tabla "FcTAB" con los valores R3/V y R/r, utilizando la tabla con intersección de columna- fila.

Tenemos que:

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DONDE:

R = radio del anillo (cm.)

g = aceleración de la gravedad (mn/s2)

densidad del liquido (g/cm3) a temperatura constante del experimento

F = fuerza del rompimiento de la película superficial del liquido (dinas)

V = volumen del liquido bajo el anillo. (cm3)

SECUENCIA DE CÁLCULOS:

Determinamos la R de la siguiente ecuación:

Per = 2R = 6.12 cm.

R = 6.12 cm. /(2)

R= 0.974 cm.

Determinos la densidad de:

= 0.99998 + 3.5 x 10-5t - 6.0 x 10-6 t2

Tómanos como referencia la temperatura registrada por el termómetro en el experimento que es de 23 ºC

= 0.99998 + 3.5 x 10-5(23 ºC) - 6.0 x 10-6 (23 ºC)2

= 1.003959 g /cm3

Calculamos R3/V

R3 = (0.974cm)3 g /cm3)(978 cm./s2) = 1.0060

V 901.84 dinas

Determinamos R/r de la siguiente forma:

 = 2r

 alambre = 0.39mm = 0.039 cm.

r =  alambre /2 = 0.039cm/2 = 0.0195 cm.

R/r = 0.974cm / 0.0195cm = 49.94

Aproximando los valores dados tendremos que R3/V = 1.00 y R/r = 50

Localizamos los valores en la tabla del anexo

R3/V	R/r = 30	R/r = 40	R/r = 50	R/r = 60
0.96	0.8770	0.9074	0.9320	0.9462
0.98	0.8754	0.9064	0.9305	0.9452
1.00	0.8734	0.9047	0.9290	0.9438
1.05	0.8688	0.9007	0.9253	0.9408

4.- obtenga el factor de corrección "Fc" por el método de graficas. Con el valor de F y la relación R/r entrar a la grafica como coordenadas cartesianas del anexo 2 para obtener el valor del factor de corrección por graficas "FcGRA"

Para este pasa váyase al anexo de la practica, de ahí obtendremos el valor de la grafica, tomando en consideración la fuerza que es de 901.84 dinas y la R/r que será 50, el valor obtenido es 0.925

5.- Calcule el factor de corrección "FcEC" por el método de ecuaciones. Sustituyendo valores en la correlación 18 (para obtener densidades a usar utilizar la ecuación 21)

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0.5

Fc = 0.7250 + 0.0009075(901.84 dinas) + 0.04534 – 1.679

3(0.974 cm.)31.003959 g /cm3 ) 50

Fc = 0.9255

6.- Determine las tensiones superficiales utilizando cada uno de los tres factores de corrección "Fc" obtenidos en los incisos anteriores: tablas, graficas y ecuaciones, con la ecuación 19.

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DONDE:

F = Fuerza máxima (dina)

R = radio del anillo (cm.)

Fc = factor de corrección.

tensión superracial (dina/cm.)

SECUENCIA DE CÁLCULOS:

• = (901.84 dinas). x (0.9290) = 68.450 dina/cm.…………………………………………… FcTAB

4 (0.974cm)

• = (901.84 dinas). x (0.925) = 68.156 dina/cm………………………………………….…… FcGRA

4 (0.974cm)

• = (901.84 dinas). x (0.9255) = 68.1925 dina/cm…………………………………………. FcEC

4 (0.974cm)

7.- Obtenga el por ciento de error (ecuación 22) de cada una de las tensiones superficiales calculadas previamente respecto al valor bibliográfico (ecuación 20) a la misma temperatura

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SECUENCIA DE CALCULOS:

Determinamos la tensión bibliografía de la siguiente forma:

 = 75.65 – 0.1408t – 2.8x10-4t2

 = 75.65 – 0.1408 (23ºC) – 2.8x10-4(23ºC)2

g = 72.264 dina/cm.

POR CIENTO DE ERROR

%E = | 72.264 -68.450 | x 100 = 5.28%.…………………………………………… FcTAB

72.264

%E = | 72.264 -68.156 | x 100 = 5.68%……………………………………………… FcGRA

72.264

%E = | 72.264 -68.1925 | x 100 = 5.63%…………………………………………… FcEC

72.264

ANÁLISIS DE GRAFICAS Y RESULTADOS

INDIQUE LAS PRINCIPALES DIFICULTADES Y FUENTES DE ERROR AL REALIZAR MEDICIONES CON EL TENSIOMETRO DE DU NOUY

Podemos decir que dentro de estos parámetros encontramos como dificultades el correcto uso del instrumento, a veces resulta complicado los ajustes previos del mismos. Como fuentes de error, tenemos:

• Calibración del equipo
• El error de paralaje
• Al mismo operador
• Las condiciones del equipo.
• Entre otras.

INDIQUE LAS CARACTERÍSTICAS DE CADA MÉTODO DEL FACTOR DE CORRECCIÓN.

Una de las grandes ventajas que permite este dispositivo, es que existen métodos de corrección para el valor tomado, dichos métodos fueron desarrollados en esta práctica.

Las características que presentan dichos métodos con:

• Método de corrección por tablas, es un uno de los métodos más sencillos, si bien la única parte laboriosa es encontrar los valores R3/V y R/r por lo demás, resulta muy sencillo, lo único que se requiere es tener a la mano las tablas correspondientes.
• Método de corrección por grafica: basado en el uso de una grafica extraída de las tablas anteriores, resulta igual de laborioso que el anterior, puesto que se requiere conocer los valores R3/V y R/r, resulta un poco mas como, puesto que es mas facil y rápido localizar el punto de intersección de las graficas en lugar de buscarla en las tablas.
• Método de corrección por ecuación: este método es mas practico, puesto que no requiere de tablas ni graficas, simplemente basta con conocer el valor de la temperatura del sistema para calcular en la ecuación y encontrar el valor, claro esta que no todo resulta así, sino que este depende mas de las lecturas y observaciones así como aplicación del conocimiento del operador.

MENCIONE QUE TAN SIGNIFICATIVA ES LA DIFERENCIA EN LOS VALORES DE TENSIÓN SUPERFICIAL RESPECTO A LA BIBLIOGRÁFICA.

Si bien el por ciento de error oscila entre 5 y 6 por ciento, esto indica que las mediciones tomadas con respecto al bibliográfico tiene una diferencia significativa, pero que al igual que la mayoría de los experimentos esta dentro de un rango considerable, que bien podría mejorarse, y para ello es la experimentación

 

HECTOR URIEL VAZQUEZ MARTINEZ

TEC, EN TELECOM