Tensión superficial de un líquido

Fluidos, medios continuos. Balanza de Searle. Glicerina

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DETERMINACION DE LA TENSION SUPERFICIAL DE UN LIQUIDO

Introducción:

La práctica consiste en determinar el coeficiente de tensión superficial de un liquido problema (glicerina), midiendo la deformación producida en el hilo de una balanza de Searle.

Material:

Una balanza de Searle, un vaso de precipitado, agua destilada y el liquido problema(glicerina).

Procedimiento:

En un primer momento se nivelará la balanza mediante los dos contrapesos que hay en uno de sus brazos.

Después procederemos a situar la lámina de vidrio con la ayuda del gancho. En un platillo de vidrio que contiene la balanza se introducirá el liquido que vayamos a estudiar(en el primer caso agua destilada y en segundo lugar glicerina). Una vez echo esto pondrá en contacto él liquido con la lámina de vidrio, se iremos bajando el platillo de vidrio hasta que se la lamina se separe la lamina y observamos la distancia a la que se ha producido la separación, en ese momento es cuando se ha vencido la fuerza debida a la tensión superficial.

Después secamos la lámina de vidrio e introducimos pesas hasta que alcanza la misma posición en la cual se realizó la separación entre el líquido y la lámina. Por lo tanto el peso que se crea en la balanza gracias a las pesas será igual a la fuerza debida a la tensión superficial.

P = m. g F = P

Terminada esta parte hallaremos el cociente de tensión superficial() mediante:

 = F / l

A partir de la tabla 1 podremos hallar el error sistemático que produce la balanza.

T (ºC)

 (N.m-1)

0

0.07564

10

0.07422

20

0.07275

30

0.07118

40

0.06956

50

0.06791

Resultados experimentales:

a) Para el agua:

Distancia (cm)

Masa (mg)

1.5

810

1.5

810

1.4

790

1.4

790

1.4

790

Med:1.44

Med:798

P= m.g = 798* 10-6. 9.8 = 0.00784 N

Perímetro de la lamina:

l = 2 A * 2G = 2* 0'055* 2 * 0'002 = 0.114 m

( A= 5'5 cm, G=0.2cm)

 = F / l = 7.84 10-3 / 0'114 = 0.0544 N. m-1

b) Para la glicerina:

Distancia (cm)

Masa (mg)

1.05

620

1.00

610

0.90

600

0.95

590

1

610

Med : 0.98

Med : 606

P= m. g = 606*10-6 * 9'8 =0.005938 N

El valor de l es el mismo que el caso anterior.

 = F / l =0.005916 / 0'114 = 0'041 N. m-1

Resultados experimentales:

Lo primero que haremos será calcular el coeficiente para el agua lo primero que tenemos que hacer es calcular el peso y el perímetro de la lamina.

P= m.g = 798* 10-6. 9.8 = 0.00782 N

Perímetro:

l = 2 A * 2G = 2* 0'055* 2 * 0'002 = 0.114 ±0.0005m

( A= 5'5 cm, G=0.2cm)

 = F / l = 7.8 10-3 / 0'114 = 0.0686 N. m-1

Después haremos la misma operación con la Glicerina:

P= m. g = 606*10-6 * 9'8 =0.005939 N

El valor de l es el mismo que el caso anterior.

 = F / l =0.005939 / 0'114 = 0'0521 N. m-1

Ahora pasaremos al calculo de errores:

Lo primero que debemos saber son los errores sistemáticos tanto en la pesada que es ±10^-5 Kg como en la longitud de la lamina que es ±0.0005m. Una vez sabido esto tenemos que calcular el error aleatorio de la fuerza para calcular posteriormente el error total:

F=9.8*"Esis^2+^2

=4.6(S/"5)

agua=246.86 mg

glicer=267.43 mg

Y por lo tanto:

Fagua=2.6*10-4 N

Fglicer=2.8*10-4 N

Una vez calculado esto podemos pasar a calcular el error de la tensión:

 ="(F/l)^2 + (F*l/l^2)^2

De esta manera nos queda:

agua=±0.0023 N/m

glicer=±0.0025 N/m

Y por lo tanto el resultado final es:

agua=0.0686±0.0023 N/m

glicer=0.0521±0.0025 N/m

Para conocer el error sistemático de la bascula lo que tenemos que hacer es restar el resultado de la tabla y el nuestro y la diferencia será la que nos de el valor del error. Utilizaremos el valor de la tabla a 30º

Balanz = (tabla -agua )± "()^2 +(0.000005)^2 N/m

= (0'07118 - 0'0686)± 0.0023 N/m

= 0.00255 ± 0.0023 N/m

El error obtenido es prácticamente igual que el que hemos calculado

Comentario:

Los resultados experimentales han resultado ser muy parecidos a los teóricos, por ejemplo al calcular el coeficiente de tensión del agua el resultado aunque no era igual ha estado dentro de los márgenes de error que habíamos calculado por lo tanto la practica se ha realizado correctamente. El coeficiente de la glicerina es menor que el del agua esto quiere decir que su superficie aguanta menos las deformaciones.

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