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7/23/2019 Informe N5 Fisica II Grupo Sabado 12 2
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TENSIÓN
SUPERFICIAL
Integrantes:
* Ladera Ladera Dina Miriam
14070169
* Flores Rivas Mirza Luzmilla
1317001
* Manri!ue "idalgo #duardo
14070143
* $illazana "uallullo %endol&
1'070147
*Retuerto (am)oa evin +agler
7/23/2019 Informe N5 Fisica II Grupo Sabado 12 2
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In,orme -0 ' La)oratorio de F.si/a
RESUMEN:
#n esta eerien/ia realizada se logr2 determinar el /oe,i/iente de tensi2n suer,i/ial ara
el agua al/ool & ara el ron emleando el m5todo de Ra&leig & adi/ionalmente ara el
agua se izo uso de un e!uio automatizado
ara allar el valor del /oe,i/iente de tensi2n suer,i/ial se usaron las siguientes
e/ua/iones:
α =( 519 )( ρV
N )( g
R ) 8 ρ :densidad del líquido(
g
cm3 )
V : volumendel líquido(cm3)
N : número de gotas
g=9.8×102 cm/s2
R : radio de labureta
α = F α / L 8 L: longitud del aro
F α : fuerza de tensiónsuperficial
La e/ua/i2n ,ue emleada ara el m5todo de Ra&leig
Mientras !ue la e/ua/i2n se us2 /uando se tra)a2 /on el e!uio automatizadoLuego de realizar la eerien/ia se /on/lu&e rin/ialmente !ue el /oe,i/iente de tensi2n
suer,i/ial α ¿ var.a de ,orma inversa /on la temeratura /omo se udo o)servar ara el
al/ool a ;< & a '0;<
INTRODUCCIÓN:
#n esta eerien/ia el o)etivo rin/ial es =/2mo determinar el /oe,i/iente de tensi2n
suer,i/ial> ara ello se emlear?n dos m5todos: rimero mediante el m5todo /l?si/o o de
Ra&leig & el segundo mediante el uso de un e!uio automatizado <o)ra 3 @asi/ A BnitC
ara el rimer m5todo aremos uso de la din?mi/a en la ,orma/i2n de una gota !ue se
desrende de un tu)o /il.ndri/o de radio R ara un l.!uido /on /oe,i/iente de tensi2n
suer,i/ial α
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In,orme -0 ' La)oratorio de F.si/a
ara /al/ular el valor de α es ne/esario /ono/er una serie de e/ua/iones:
mg=2 Rα 8
Deseando α :
α =( 12 )(mg
R ) 8 m: masade la gota
R : radio e!ternode la punta dela bure ta
α : coeficiente de tensión superficial
Luego a artir de la e/ua/i2n:
α =( 519 )( mg
R ) 8
<onsiderando un l.!uido de volumen V & de densidad ρ & N el nmero de goas
la masa de /ada gota ser?:
m= ρV
N 8
Reemlazando
en
se o)tiene:
α =( 519 )( ρV
N )( g
R ) 8
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In,orme -0 ' La)oratorio de F.si/a
<on estas e/ua/iones determinamos los valores de α ara distintos l.!uidos
Mientras !ue ara el /?l/ulo del /oe,i/iente de tensi2n suer,i/ial α usando el e!uio
automatizado se usar?n las siguientes e/ua/iones:
L=2 r 8 r : radio delaro
L: longitud del aro
α = F α / L 8 F α : fuerza de tensiónsuperficial
L: longitud del aro
MÉTODO EXPERIMENTAL:
ara esta eerien/ia se ne/esitar? /ontar /on un soorte universal de donde se
susender? la )uretaC dos vasos de re/iitado uno ara llevar a /a)o el )aEo mar.a & otro
/omo de2sito de des/arga del l.!uidoC un term2metro ara medir la temeratura en la
!ue se llevar? a /a)o el )aEo mar.aC l.!uidos muestra agua al/ool ronC de los !ue se
determinar?n sus /oe,i/ientes de tensi2n suer,i/ial una )ureta donde se verter? el l.!uido
ara /ontar el nmero de gotasC
dem?s se /ontar? /on un e!uio automatizado <o)ra 3 Bnit A @asi/C el /ual ermitir?
mediante un sensor !ue este e!uio usando un so,tGare registr5 los valores de la ,uerza de
tensi2n suer,i/ial ara el l.!uido muestra vs el tiemo
He toman intervalos de 10s & se trasladan a una oa de #/el los valores de F ara di/os
intervalos
RESULTADOS Y DISCUSIÓN:
#n este unto se mostrar?n las ta)las ne/esarias ara /al/ular los ar?metros /al/ulados
He mostrar?n las ta)las 1 & & los valores romedio ara la ,uerza de tensi2n suer,i/ial
Tabla 1
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In,orme -0 ' La)oratorio de F.si/a
" # $
ambiente=22 $ %
Líquid
& 2' "lco(ol Ron/ )ezcla
ρ
(
g
cm3
) V (ml)
N
(¿ gota
ρ
(
g
cm3
) V (ml)
N
(¿ gota
ρ
(
g
cm3
) V (ml)
N
(¿ g
1 099 '0 104 090 30 131 094' 30 14
09 4 100 091 6 10 0946 7 13
3 0990 47 96 090 7 1 0944 13
4 0991 46 93 09 9 17 094' 6 13
' 0990 49 10 0 1' 0944 9 14 *rome 0996 4 99 096 1' 0944 13
+rror
#otal00'00
30144
3J 00'00
30144
3J 00'001
30144
3J
α ( dina
cm 68.777 , 0.067424 28.533 ,0.094955 27.450 ,0.093041
Los errores ara el nmero de gotas se ueden tolerar o no /onsiderar &a !ue estos son
errores sistem?ti/os !ue deenden de la a)ilidad del eerimentador
He ro/ede a /al/ular el /oe,i/iente de tensi2n suer,i/ial α C ara /ada l.!uido
A 20°C:
Para el & 2'
: Para el alcohol:
α 1=( 519 )( 0.989×5.0
104 )( 9800.18 )=68.124 α 1=( 519 )( 0.890×3.0
131 )( 9800.18 )=29.202
α 2=( 519 )( 0.988×4.8
100 )( 9800.18 )=67.947 α 2=( 519 )( 0.891×2.6
120 )( 9800.18 )=27.659
α 3=( 519 )( 0.990×4.7
96 )( 9800.18 )=69.444 α 3=( 519 )( 0.890×2.7
122 )( 9800.18 )=28.220
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In,orme -0 ' La)oratorio de F.si/a
α 4=( 519 )( 0.991×4.6
93 )( 9800.18 )=70.229 α 4=( 519 )( 0.889×2.9
127 )( 9800.18 )=29.085
α 5=
(
5
19
)(
0.990×4.9
102
)(
980
0.18
)=68.140 α 5=
(
5
19
)(
0.888×2.8
125
)(
980
0.18
)=28.499
α & 2 '=68.777 dina/cm α alco(ol=28.533dina /cm
Para el ron:
α 1=( 519 )( 0.945×3.0
142 )( 9800.18 )=28.605
α 2=( 519 )( 0.946×2.7
136 )( 9800.18 )=26.908
α 3=( 519 )( 0.944×2.8
137 )( 9800.18 )=27.643
α 4=( 519 )( 0.945×2.6
135 )( 9800.18 )=26.076
α 5=( 519 )( 0.944×2.9
140 )( 9800.18 )=28.016
α ron=27.450dina /cm
[Escriba texto] Página 5
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In,orme -0 ' La)oratorio de F.si/a
Luego de a)er o)tenido el valor del /oe,i/iente de tensi2n suer,i/ial ara los l.!uidos
!ue se utilizaron /omaramos estos valores /on los valores de las ta)las & as. se /al/ula el
error or/entual ara /ada uno de ellos
A 22C:
α & 2 'exp
=68.777 dina /cm
α & 2 'teór-
=72.800 dina /cm
.error=α & 2 'teór-
−α & 2 'exp
α & 2' teór-
×100 =72.800−68.777
72.800×100=5.526
α alco(olexp -
=28.533dina /cm
α alco(olteór-
=30.100dina/cm
.error=α alco(olteór-
−α alco(olexp -
α alco(olteór-
×100=30.100−28.533
30.100×100=5.206
α ronexp -
=27.450 dina /cm
α ronteór-
=29.010 dina/cm
.error=α ronteór-
−α ronexp -
α ronteór-
× 100=29.010−27.450
29.010×100 =5.377
Tabla 2
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In,orme -0 ' La)oratorio de F.si/a
+nba/o maría# $=50 $ %
Líquido
"lco(ol
ρ( g
cm3 ) V (ml) N (¿ gotas)
1 079 0 131
000 19 1
3 010 16 1
4 00' 17 13
' 0799 1 16 *romedio 004 1 16
+rror #otal 00'04'3 01443 J
α ( dina
cm ) 16.397 ,0.124928
<al/ulamos los valores de α ara el al/ool a '0;< )aEo mar.aC
α 1=( 519 )( 0.798×2
131 )( 9800.18 )=17.455
α 2=( 519 )( 0.800×1.9
128 )( 9800.18 )=17.014
α 3=( 519 )( 0.810×1.6
122 )( 9800.18 )=15.220
α 4=( 519 )( 0.805×1.7
123 )( 9800.18 )=15.941
α 5=( 519 )( 0.799×1.8
126 )( 9800.18 )=16.354
α 50$ %
alco(ol=16.397dina /cm
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VALORES PROMEDIO DE LA FUERZA DE TENSIÓN SUPERFICIAL
F α 1 2 ! " # *romedio +rror
000933 000914 0009' 000964' 0009744 000974 0.001010
E$ALUACIÓN:
Para el equip au!"a!i#a$% $e!er"i&e el 'e(i'ie&!e $e !e&)i*& )uper(i'ialu!ili#a&$ la e'ua'i*& +, C& )u errr 'rre)p&$ie&!e, Re'uer$e que la l&-i!u$ L $elar $e.e e)!ar e& "e!r),
α 1= F α
L =
0.009833
2 (0.0195)=0.080255 N /m
α 2=
F α
L =
0.009814
2 (0.0195)=0.080100 N /m
α 3= F α
L =
0.009582
2 (0.0195)=0.078206 N /m
α 4= F α
L =
0.009645
2 (0.0195)=0.078720 N /m
α 5= F α
L =
0.009744
2 (0.0195)=0.079529 N /m
α *=0.079362 N /m
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In,orme -0 ' La)oratorio de F.si/a
0 α =√( 0 F α
´ F α )
2
+(0 L´ L )
2
=0.990102
Cal'ule el errr pr'e&!ual para el 'e(i'ie&!e $e !e&)i*& )uper(i'ial,
Ha)iendo !ue elα & 2 '=0.072800 N /m
.error=α & 2 'teór-
−α & 2 'exp
α & 2' teór-
×100 =−9.013736 (error por e!ceso)
D/ 'i&' ee"pl) $e apli'a'i*& pr1'!i'a $el (e&*"e& $e !e&)i*& )uper(i'ial: E& l)'a"p) $e: 'ie&'ia% !e'&l-a 3 el 4-ar,
La tensi2n suer,i/ial se en/uentra rela/ionada /on:
• #l oder del a)2n ara limiar
• Forma/i2n de esumas
• Los inse/tos ueden ermane/er susendidos so)re el agua
• La /ailaridad ,en2meno !ue ermite a las lantas llevar agua desde las ra./es asta la
arte m?s alta del tallo
• #l e/o !ue se moe una tela normal ero no una imermea)le
• La ,orma es,5ri/a de las gotas de un l.!uido
El $i1"e!r e5!erir e i&!erir $el ar )&: 20,0 "" 3 67,0 "", 8alle la l&-i!u$).re la 'ual a'!9a la )uper(i'ie !e&)ra $el lqui$,
ara esto de)emos tomar los dos radios:re!terno=10.0mm
&rinterno=9.5mm
Luego la longitud L ser? igual a: L=2 (10.0+9.5 )=39
C"pare l) re)ul!a$) $e a".) "/!$) Cu1l e) )u pi&i*& al re)pe'!;
He uede de/ir !ue am)os m5todos se aroiman al valor te2ri/o tal vez la di,eren/ia
radi/a en !ue al emlear el rimer m5todo m5todo /l?si/o o de Ra&leigC se emlean
otras e/ua/iones totalmente distintas /on rese/to al segundo m5todo & !ue el rimer
m5todo es mu/o m?s sen/illo de llevarse a /a)o
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In,orme -0 ' La)oratorio de F.si/a
CONCLUSIONES:
- De la eerien/ia realizada se /on/lu&e !ue el /oe,i/iente de tensi2n suer,i/ial deende
de la temeratura de manera inversa &a !ue disminu&e a medida !ue aumenta latemeratura
- He /on/lu&e !ue el & 2'
tiene ma&or /oe,i/iente de tensi2n suer,i/ial !ue el al/ool
& el ron & otros l.!uidos esto de)ido a !ue las ,uerzas intermole/ulares entre las
mol5/ulas de agua reresentan alta energ.a or la eisten/ia de los enla/e uente de
idr2geno #"C
- Kam)i5n se /on/lu&e !ue el ,en2meno de tensi2n suer,i/ial est? mu& resente en
nuestra vida /otidiana este ,en2meno eli/a mu/os ,en2menos /ara/ter.sti/os de los
l.!uidos /omo la ,orma/i2n de gotas /uando el l.!uido sale a trav5s de ori,i/ios e!ueEos la ,orma/i2n de esuma et/
- He uede /on/luir !ue de)ido a la tensi2n suer,i/ial las mol5/ulas de los l.!uidos se
atraen unas a otras or tanto las !ue se en/uentran en la suer,i/ie estar?n atra.das a las
del interior as. tam)i5n ser?n atra.das or las mol5/ulas del re/iiente !ue los /ontiene
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In,orme -0 ' La)oratorio de F.si/a
RECOMENDACIONES:
- ara la eerien/ia realizada se re/omienda siemre al tomar datos tomar la ma&or
/antidad de ve/es ara disminuir los errores
- Kam)i5n es ne/esario al momento de dear /aer l.!uido de la )ureta regular la /a.da de
5ste ara oder /ontar meor el nmero de gotas ara el volumen elegido
- He re/omienda !ue al momento de tomar los valores de la ,uerza de tensi2n suer,i/ial
de la gr?,i/a se tomen no s2lo los m?imos valores si no !ue donde la ,uerza no var.e
signi,i/ativamente
RE%ERENCIAS:
1 Le&va -averos "um)erto NF.si/aO Komo II #d Mosera 001
Roas HaldaEa us)erto NF.si/aO Komo II #d Han Mar/os 00
3 HerGa& Ra&mond NF.si/aO Komo I #d M/ (raG A "ill 004
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In,orme -0 ' La)oratorio de F.si/a
APÉNDICES:
- Ta.la 6:
& 2'
ρ : V : α :
1 =√∑( !i−´ !)
n 1 =√∑
( !i−´ !)
n
0 α =
√( 0 ρ
´ ρ )
2
+
(0 V
V
)
2
1 =0.001020 1 =0.141421 0 α =0.067424
+a= 31
√ n−1 +a= 31
√ n−1
+a=0.001530 +a=0.212132
+i= + lm=0.05 +i= + lm=0.03
0 ρ=√ + a
2+ +i
20 V =√ +a
2+ + i
2
0 ρ=0.050023 0 V =0.214243
alco(ol
ρ : V : α :
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In,orme -0 ' La)oratorio de F.si/a
1 =√∑( !i−´ !)
n 1 =√∑
( !i−´ !)
n
0 α =
√(
0 ρ
´ ρ
)
2
+
(
0 V ´
V
)
2
1 =0.001020 1 =0.141421 0 α =0.094955
+a= 31
√ n−1 +a= 31
√ n−1
+a=0.001530 +a=0.212132
+i= + lm=0.05 +i= + lm=0.03
0 ρ=√ + a
2+ +i
20 V =√ +a
2+ + i
2
0 ρ=0.050023 0 V =0.214243
ron
ρ : V : α :
1 =√∑( !i−´ !)
n 1 =√∑
( !i−´ !)
n
0 α =√( 0 ρ
´ ρ )2
+(0 V
V )2
1 =0.000748 1 =0.141421 0 α =0.093041
+a= 31
√ n−1 +a= 31
√ n−1
+a=0.001122 +a=0.212132
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In,orme -0 ' La)oratorio de F.si/a
+i= + lm=0.05 +i= + lm=0.03
0 ρ=√ + a
2+ +i
20 V =√ +a
2+ + i
2
0 ρ=0.050013 0 V =0.214243
- Ta.la 2:
ρ : V : α :
1 =
√
∑ ( !i−´ !)
n 1 =
√
∑ ( !i−´ !)
n
0 α =√( 0 ρ
´ ρ )2
+(0 V
V )2
1 =0.004499 1 =0.141421 0 α =0.124928
+a= 31
√ n−1 +a= 31
√ n−1
+a=0.006748 +a=0.212132
+i= + lm=0.05 +i= + lm=0.03
0 ρ=√ + a
2+ +i
2
0 V =√ +a
2+ + i
2
0 ρ=0.050453
0 V =0.214243
Kam)i5n se /al/ular? el error ara F α :
[Escriba texto] Página 14
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In,orme -0 ' La)oratorio de F.si/a
1 =√∑( !i−´ !)
n +a=0.000145 0 F α =0.001010
1 =0.000097 +i=0.001
+a= 31
√ n−1 0 F α =√ +a
2+ +i
2
[Escriba texto] Página 15
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