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UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA Escuela de ciencias básicas, tecnología e ingeniería 100413-Fisica General INFORME PRÁCTICA DE LABORATORIO DE FÍSICA GENERAL N° 1 DETERMINACION DE ALGUNAS CONSTANTES FISICAS DE COMPUESTOS ORGÁNICOS Universidad Nacional Abierta y a Distancia. Escuela de Ciencias Básicas, Tecnología e Ingeniería - ECBTI. Física General CEAD: Pitalito Huila- Colombia. Tutor de laboratorio: Diego Fernando Nava, ([email protected]). Estudiante Correo electrónico Código Freddy Miro Duran Rodríguez [email protected] du.co 1077874037 German Vargas Vargas german.vargas@cadefihu ila.com 1083890666 María Yurany Castro Yanguma [email protected] 1083914206

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INFORME

PRÁCTICA DE LABORATORIO DE FÍSICA GENERAL N° 1

DETERMINACION DE ALGUNAS CONSTANTES FISICAS DE COMPUESTOS ORGÁNICOS

Universidad Nacional Abierta y a Distancia. Escuela de Ciencias Básicas, Tecnología e Ingeniería - ECBTI. Física General CEAD: Pitalito Huila- Colombia. Tutor de laboratorio: Diego Fernando

Nava, ([email protected]).

Estudiante Correo electrónico CódigoFreddy Miro Duran Rodríguez [email protected] 1077874037

German Vargas Vargas [email protected] 1083890666María Yurany Castro Yanguma [email protected] 1083914206

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INTRODUCCIÓN

La Física es una ciencia experimental, y como tal, los experimentos juegan un papel vital en su desarrollo. Las prácticas de laboratorio son uno de los ejes principales en su estudio que nos pueden ayudar además de desarrollar destrezas básicas y herramientas de la Física experimental y del tratamiento de datos, manejar conceptos básicos, a entender el papel de la observación directa en Física y distinguir entre las inferencias que se realizan a partir de la teoría y las que se realizan a partir de la práctica; a destacando el proceso, observar el fenómeno, obtener un dato experimental, analizar los resultados y sacar nuestras propias conclusiones.

En este trabajo buscamos acercarnos a los eventos que ocurren diariamente y que por medio de la física los podemos en su veracidad y exactitud; igualmente se buscamos comprobar las mediciones que se realizaron en la prueba de laboratorio en el tema de proporcionalidad directa. Luego de los estudios de las unidades del curso empezaremos a poner en práctica lo aprendido, analizando, comparando y sacando previos análisis del desarrollo de cada práctica.

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PRACTICA No. 1– Proporcionalidad Directa y Medición

MARCO TEORICO

Medir es comparar con un patrón de medida. En la medida está siempre presente el error, los cuales se clasifican de diferentes formas y están relacionados con los aparatos de medida. Los resultados de las medidas se presentan en forma de gráficas y estas se deben interpretar.

La proporcionalidad es la relación entre dos variables o dos magnitudes, cuando una de estas variables aumenta hace que la otra aumente a la misma razón, a esta relación la podemos llamar directamente proporcional, es decir que si el valor de una se duplica, entonces el valor de la otra también se duplica, pero cuando una de las variables aumenta y la otra disminuye en la razón inversa podemos decir que la relación es inversamente proporcional, por ejemplo, si el valor de una se triplica, entonces el valor de la otra se reduce en la tercera parte. Dentro de la proporcionalidad existe una relación de causalidad entre las dos variables, es decir que podemos encontrar una variable que es independiente y la otra que es dependiente.

Proporcionalidad Directa:

La proporcionalidad directa sucede al tener dos magnitudes y al aumentar una, aumenta la otra en la misma proporción. Existe la regla de tres para la proporcionalidad directa; Dadas dos magnitudes, se conocen con la equivalencia entre una y el valor de la otra. Entonces para cada nuevo valor que se da a una magnitud calculamos el valor proporcional de la segunda magnitud.

Proporcionalidad Inversa:

Cuando tenemos dos magnitudes y cuando al aumentar una, disminuye la otra en la misma proporción. La regla de tres simple inversa, dadas dos magnitudes se conoce la equivalencia entre el valor de una y el valor de la otra. Entonces para cada nuevo valor que se dé a una magnitud calculamos el valor proporcional inverso de la segunda magnitud

Causas ambientales que pueden influir en la densidad de un líquido:

En general, la densidad de una sustancia varía cuando cambia la presión o la temperatura; cuando aumenta la presión, la densidad de cualquier material estable también aumenta. Como regla general, al aumentar la temperatura, la densidad disminuye (si la presión permanece constante). Sin embargo, existen notables excepciones a esta regla. Por ejemplo, la densidad del agua crece entre el punto de fusión (a 0 °C) y los 4 °C; algo similar ocurre con el silicio a bajas temperaturas.

OBJETIVOS

Comprobar la relación de proporcionalidad entre diferentes magnitudes. Aprender a manejar los instrumentos de medición que se utilizan en el laboratorio y en

algunas empresas para la medida de longitudes.

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RECURSOS A UTILIZAR EN LA PRÁCTICA (EQUIPOS / INSTRUMENTOS)

Una probeta graduada de 100 ml Un vaso plástico Balanza Agua Papel milimetrado. Calibrador Tornillo micrométrico Materiales para medir su espesor: láminas, lentes, esferas, etc.

PROCEDIMIENTO

Procedimiento con probeta:

1. Identifique los objetos que usará en la práctica. Defina que es una balanza.2. Calibre el cero de la balanza.3. Determine la masa de la probeta y tome este valor como mo.4. Vierta 10 ml, 20 ml, 30 ml, hasta llegar a 100 ml, de líquido en la probeta y determine en

cada caso la masa de la probeta más el líquido mT

a. Determine correctamente cuál es la variable independiente.b. Determine la variable dependiente

5. Calcule la masa del líquido mL sin la probeta para cada medición.

Procedimiento con calibrador

1) Identifique los objetos que usará en la práctica.2) Determine y registre cual es la precisión del aparato.3) Haga un dibujo de la pieza problema (prisma, lámina, etc.) e indique sobre el dibujo los

resultados de las medidas de sus dimensiones (cada medida debe realizarse al menos tres veces y se tomará el valor medio de todas ellas)

4) Calcule el volumen de la pieza, con todas sus cifras.

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RESULTADOS

mo=110,3 g

V(ml) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

MT(g) 119,9 129,5 139,4 149,6 159,5 169,1 178,7 188,

6 198,9 208,4

ML(g) 9,60 19,20 29,10 39,30 49,20 58,80 68,40 78,3

0 88,60 98,10

Después de obtener los datos, representamos gráficamente las magnitudes ya que esto nos permite visualizar fácilmente la relación que existe entre las variables.

Determinamos que en los valores registrados la masa constituye la variable independiente y el volumen (liquido) la variable dependiente.

Concluimos que el valor de la masa varía directamente con el cambio de volumen que le adicionamos para la medición Se realiza la gráfica de la siguiente manera: Mediante una hoja de cálculo de Excel y aplicando la generación de gráficas.

0.00 20.00 40.00 60.00 80.00 100.00 120.000

20

40

60

80

100

120

Masa Liquido (g)

Volu

men

(ml)

Calculo de la constante de proporcionalidad (k)

k=∆ y∆x

k= 30ml−20ml29,10g−19,20g

=10ml9,9 g

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k=1,01 mlg

Esfera de radio promedio 1.9 cm

V= 43π r3

V= 43

(3.14 ) (1.9cm )3

V=28.71634667 cm3

Solido regular (paralelepípedo) de dimensiones promedio 10.3cm x 8.3cm x 2cm

V=abc

V= (10.3cm ) (8.3cm ) (2cm )

V=170.98cm3

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PRACTICA No. 2 – Cinemática y Fuerzas

MARCO TEÓRICO

Cinemática

La cinemática es el estudio del movimiento, pero solamente se remite a la descripción del mismo sin tener en cuenta las causas, estas causas son las fuerzas que actúan sobre el sistema es la rama de la física que estudia las leyes del movimiento de los cuerpos sin considerar las causas que lo originan (las fuerzas) y se limita, principalmente, al estudio de la trayectoria en función del tiempo. La aceleración es el ritmo con el que cambia la velocidad. La velocidad y la aceleración son las dos principales magnitudes que describen cómo cambia la posición en función del tiempo.

Tensión

Cuando se suspende de un resorte un peso (mg), la deformación x que sufre el resorte es directamente proporcional al valor del peso (mg) (fuerza).

xkgm ..

Donde la constante de proporcionalidad k es:

mN

xgmk .

Entonces

2mgxTrabajo

OBJETIVOS

Reconocer las gráficas de los movimientos rectilíneos acelerados. Aplicar los conceptos de descomposición de un vector y sumatoria de fuerzas.

RECURSOS A UTILIZAR EN LA PRÁCTICA (EQUIPOS-INSTRUMENTOS)

Cinta Registrador de tiempo Un carrito Una cuerda Un juego pesas Dos soportes Poleas Juego de pesitas Dos cuerdas

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Un transportador Un resorte Un soporte universal - Un juego de pesitas - Un metro Papel milimetrado Una balanza

PROCEDIMIENTO:

Primera parte

1. Pida al tutor instrucciones para utilizar la cinta registradora y el registrador de tiempo.2. Corte un pedazo de cinta aproximadamente de 1.50 m de largo.3. Conecte el registrador de tiempo a la pila y suelte el carrito para que éste se deslice

libremente por la superficie de la mesa.

Segunda parte

Monte los soportes y las poleas como se indica

1. Tome varias pesitas y asígneles el valor M32. Como se indica en el dibujo, encuentre dos masas M1 y M2 que equilibren el sistema. El

equilibrio del sistema está determinado por los ángulos de las cuerdas con la horizontal y la vertical. Tome tres posiciones diferentes para la misma masa M3 y dibuje los diagramas de fuerzas sobre papel milimetrado.

3. Repita los pasos 2 y 3 con diferentes valores para M1, M2 y M3.

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RESULTADOS

Determinación de la velocidad media

vm1=∆ x∆ t

= 20−00.90−0

=22.2cm /s

vm2=∆ x∆ t

= 40−201.51−0.90

=32.8 cm /s

vm3=∆ x∆ t

= 60−401.80−1.51

=69.0cm /s

Determinación de la aceleración media

am1=∆ x∆ t

=22.2−00.90−0

=24.7 cm / s2

am2=∆ x∆ t

=32.8−22.21.51−0.90

=17.4 cm /s2

am3=∆ x∆ t

=69.0−32.81.80−1.51

=2124. cm /s2

Intervalo (cm) 20 40 60t (s) 0,90 1,51 1,80

V media (cm/s) 22,2 32,8 69,0a media 24,7 17,4 124,8

GRAFICOS

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0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.000.0

20.0

40.0

60.0

80.0

100.0

120.0

140.0

V media (cm/s)a media (cm/s^2)

FUERZAS EN EQUILIBRIO

∑ F x=0∑ F y=0

CASO 1

T 1=mg=0.1415 kg∗9.80 ms2 =1.3867 N

∑ F x=0=T 2 cos30 °−T 3cos20 °(1)

∑ F y=0=T 2sin 30 °+T 3sin 20 °−T 1(2)

Despejando de (1) tenemos:

T 2=T 3 cos20 °

cos30 °(3)

Sustituyendo en (2) tenemos:

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0=T 3 cos20 °

cos30 °sin 30 °+T 3 sin 20°−T1(4)

0=T3 cos20 ° tan 30 °+T3 sin 20 °−T 1=T3 (cos20 ° tan 30 °+sin 20° )−T1

T 3=T1

(cos20 ° tan 30°+sin 20 ° )= 1.3867 N

(cos20 ° tan 30°+sin 20 ° )

T 3=1.5677 N

Sustituyendo en (3) tendremos

T 2=1.5677 N cos20 °

cos30 °

T 2=1.7011N

CASO 2

T 1=1.3867 N

∑ F x=0=T 2 cos7 °−T 3cos30 ° (1)

∑ F y=0=T 2sin 7 °+T 3sin 30 °−T 1(2)

Despejando de (1) tenemos:

T 2=T 3 cos30 °

cos7 °(3)

Sustituyendo en (2) tenemos:

0=T 3 cos30 °

cos7 °sin 7 °+T3 sin 30°−T1(4)

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0=T3 (cos30 ° tan 7 °+sin 30° )−T1

T 3=T1

(cos30 ° tan7 °+sin 30 ° )= 1.3867 N

(cos 30 ° tan 7°+sin30 ° )

T 3=2.2870 N

Sustituyendo en (3) tendremos

T 2=2.2870N cos30 °

cos7 °

T 2=1.9955N

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CASO 3

T 1=1.3867 N

∑ F x=0=T 2 cos36 °−T 3cos10 °(1)

∑ F y=0=T 2sin 36 °+T 3sin 10 °−T 1(2)

Despejando de (1) tenemos:

T 2=T 3 cos10 °

cos36 °(3)

Sustituyendo en (2) tenemos:

0=T 3 cos10 °

cos36 °sin 36 °+T 3 sin 10°−T1(4)

0=T3 (cos10 ° tan 36+sin 10 ° )−T 1

T 3=T 1

(cos10 ° tan36+sin 10° )= 1.3867 N

(cos10 ° tan 36+sin 10 ° )

T 3=1.5596 N

Sustituyendo en (3) tendremos

T 2=1.5596 N cos10 °

cos36 °

T 2=1.8985N

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PRACTICA No. 3 – Movimientos Armónico y pendular

MARCO TEORICO

La dinámica del Movimiento pendular y del Movimiento armónico simple, nos llevan a concluir las dependencias funcionales entre la frecuencia o el periodo de oscilación de dichos sistemas en función de los parámetros del sistema. Movimiento pendular

Es un movimiento de desplazamiento que presentan algunos sistemas físicos aplicando el movimiento armónico simple. Es el movimiento de un lado a otro que presenta un objeto que se encuentra sujeto a de una base fija lo cual lo hace colgar y moverse repetidas veces.

Movimiento armónico simple

El movimiento armónico simple es un movimiento periódico de vaivén, en el que un cuerpo oscila de un lado al otro de su posición de equilibrio, en una dirección determinada, y en intervalos iguales de tiempo.

OBJETIVOS

Comprobar las leyes del movimiento pendular y del armónico simple MÁS. Comprender las características necesarias del sistema masa-resorte y del péndulo. Identificar las relaciones entre variables de los diferentes movimientos.

RECURSOS A UTILIZAR EN LA PRÁCTICA (EQUIPOS / INSTRUMENTOS)

Un soporte universal Una cuerda Una pesita o una esfera con argolla Un cronómetro Un soporte universal Un resorte Un juego de pesitas Un cronómetro

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PROCEDIMIENTO

Primera parte

1. A un extremo de la cuerda cuelgue una esfera y el otro extremo sosténgalo del soporte universal.

2. Para una longitud de la cuerda de 100 cm mida el periodo de la oscilación de la siguiente manera: Ponga a oscilar el péndulo teniendo cuidado que el ángulo máximo de la oscilación no sobrepase de 15°. Tome el tiempo de 10 oscilaciones completas, entonces el periodo (tiempo de una oscilación) será el tiempo de 10 oscilaciones dividido por 10. Repita varias veces.

3. Varíe la longitud del péndulo gradualmente disminuyendo 10 cm cada vez y en cada caso halle el periodo de oscilación.

4. Realice una gráfica en papel milimetrado de T = f (L), o sea del periodo en función de la longitud y determine qué tipo de función es.

5. Calcule la constante de proporcionalidad.6. Realice un breve análisis de la práctica y de sus resultados.

Segunda parte:

1. Establezca previamente el valor de la masa de cada una de las cinco pesitas de esta práctica.2. Fije el extremo superior del resorte del soporte universal y del extremo inferior cuelgue una

pesita.3. Ponga a oscilar el sistema resorte-masa. Mida el periodo de oscilación con el mismo

método que se utilizó para el péndulo. Realice como mínimo tres mediciones y tome el valor promedio.

4. Repita el paso 3 para 5 diferentes pesos.5. Escriba los datos en la tabla 4 y calcule en cada caso k.6. Establezca la k promediando los valores obtenidos. Determine las unidades de k.

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RESULTADOS

Péndulo

L (m) 1,00 0,90 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10

t (s)19,6

0 18,30 17,20 15,80 14,70 13,00 11,50 9,60 8,10 5,50T (s) 1,96 1,83 1,72 1,58 1,47 1,30 1,15 0,96 0,81 0,55

0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.200.00

0.50

1.00

1.50

2.00

2.50

f(x) = 1.93097714584603 x^0.551067031531763R² = 0.988388818208353

T=f(L)Power (T=f(L))Linear (T=f(L))

L (m)

T (s

)

Se puede observar claramente que la función es de tipo exponencial con un coeficiente de correlación bastante alto. Según la ecuación obtenida y=1,931 x0,5511, la constante para el caso real es 1,931.

Se calcula sabiendo que π y g son constantes, quedándonos el periodo (T) en función de la longitud de la cuerda (l). Se obtiene que el período es cercano al doble de la raíz cuadrada de la longitud.

T=2π √ lg=2 (3.14 ) √ l

√9.8m /s2

T ≈2√ l

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Resorte

Determinación de k

k=4 π2mT 2

k1=4 π2m1

T 21

=4 (3.14 )20.175 kg

(0.76 s)2≈12.0 N

m

k 2=4 π2m2

T 22

=4 (3.14 )20.353 kg

(0.88 s )2≈18.0 N

m

k3=4 π2 m3

T 23

=4 (3.14 )2 0.325 kg

(0.89 s )2≈16.2 N

m

k 4=4 π2m4

T24

=4 (3.14 )2 0.280 kg

(0.84 s )2≈15.7 N

m

k5=4 π2 m5

T 25

=4 (3.14 )2 0.175 kg

(1.02 s)2≈16.9 N

m

m (kg) 0,175 0,353 0,325 0,280 0,445T (s) 0,76 0,88 0,89 0,84 1,02k (N/m) 12,0 18,0 16,2 15,7 16,9

k=k1+k2+k3+k4+k 5

5=12+18+16.2+15.7+16.9

5

k=15.7 Nm

Unidades de k, la masa en kg y el periodo en segundos y pi constante es fácil deducir que:

k=4 π2 mT 2 = kg

s2

k=Fx=N

m= 1

mkgms2 = kg

s2

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Por lo tanto se puede

usar Nm o

kgs2 ya que son equivalentes.

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PRACTICA No. 4 – Conservación de la Energía

MARCO TEÓRICO

La energía no se puede crear ni destruir; se puede transformar de una forma a otra, pero la cantidad total de energía nunca cambia. Esto significa que no podemos crear energía, es decir, por ejemplo: podemos transformarla de energía cinética a energía potencial y viceversa. En el caso de la energía mecánica se puede concluir que, en ausencia de rozamientos y sin intervención de ningún trabajo externo, la suma de las energías cinética y potencial permanece constante. Este fenómeno se conoce con el nombre de Principio de conservación de la energía mecánica.

OBJETIVOS

Observar los diferentes tipos de energía y que se conserva la energía total. Comprender las relaciones que existen en los problemas de conservación de la energía con

la dinámica. El estudiante clasificara los diferentes tipos de energía.

RECURSOS A UTILIZAR EN LA PRÁCTICA (EQUIPOS / INSTRUMENTOS)

Soporte Universal_ Nuez para colgar un péndulo. Nuez para instalar un vástago o varilla corta y delgada. Hilo y cuerpo (péndulo). Regla

PROCEDIMIENTO

1. Realice el montaje mostrado en la figura, que consiste en un péndulo que se encuentra en su recorrido con una varilla o vástago y puede empezar a dar vueltas o tener otro movimiento pendular, lo cual depende de la altura H a la que se suelta el cuerpo.

2. Mida la altura “mínima” H a la que se suelta el cuerpo, para que dicho cuerpo pueda realizar la vuelta completa en un movimiento circular de radio R. Esto repítalo tres veces. Recuerde que si la altura es un poco menor a la que midió el movimiento deja de ser circular.

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3. Cambie el valor del radio cinco veces y vuelva a medir dicha altura mínima.

RESULTADOS

h (cm) 15 20 25 30 35r (cm) 3 5 10 14 18

10 15 20 25 30 35 400

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

f(x) = 0.00752554080744812 x^2.20334268410001R² = 0.988705256188071

h (cm)

r (cm

)

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PRACTICA No. 5 – Densidades

MARCO TEÓRICO

La densidad es una magnitud escalar referida a la cantidad de masa contenida en un determinado volumen de una sustancia. Se expresa como la masa de un cuerpo dividida por el volumen que ocupa.

ρ=mv

Es una propiedad intensiva y su valor depende de la temperatura y de la presión, asimismo cada sustancia pura tiene una densidad que es característica de la misma.

El principio de Arquímedes se formula así:

FE=v ρl g

Donde FE es el empuje, ρl es la densidad del fluido, v el «volumen de fluido desplazado» por algún cuerpo sumergido parcial o totalmente en el mismo, g la aceleración de la gravedad, de este modo, el empuje depende de la densidad del fluido, del volumen del cuerpo y de la gravedad existente en ese lugar.

OBJETIVOS

Medir las densidades de los diferentes líquidos. Comprender las relaciones que hay entre la densidad y el principio de Arquímedes.

RECURSOS A UTILIZAR EN LA PRÁCTICA (EQUIPOS / INSTRUMENTOS)

Balanza Picnómetro Agua Alcohol Leche Balanza Cuerpo irregular con densidad mayor que la del agua sujeto con una cuerda para poderlo

suspender. Agua destilada Vaso de precipitados

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PROCEDIMIENTO

Densidad de líquidos

1. Agregue agua a la probeta hasta que este se encuentre en 50ml registre la masa del agua.2. Realice el mismo procedimiento para 3 tipos de líquidos diferentes. Manteniendo siempre

las mismas condiciones experimentales

Densidad de solidos irregulares

1. Agregue agua al vaso de precipitados o al recipiente. Registre el valor de su masa. La cantidad de agua debe ser suficiente para poder sumergir el cuerpo completamente, pero sin que llegue a tocar el fondo.

2. Nuevamente coloque el vaso con agua y el cuerpo sumergido completamente, pero sin tocar el fondo encima de la balanza y tome su marcación.

3. Mida la masa del cuerpo.4. Calcule la densidad del cuerpo irregular, considere la densidad del agua como 1 g/ml.

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RESULTADOS

La determinación de la masa de cada liquido se calculó restando el conjunto sustancia+probeta con la de la probeta (110.3 g), la densidad será entonces este valor dividido entre 50 ml que es el volumen que fue llenado en la probeta.

malcohol=mprobeta+alcohol−m probeta=153.7−110.3=43.4 g

magua=mprobeta+agua−mprobeta=158.8−110.3=48.5 g

mleche=m probeta+leche−mprobeta=159.9−110.3=49.6 g

DATOS MEDIDAV probeta (ml) 50,0m probleta (g) 110,3probeta + alcohol (g) 153,7probeta + agua (g) 158,8probeta + leche (g) 159,9m alcohol (g) 43,4m agua (g) 48,5m leche (g) 49,6

ρalcohol=malcohol

V probeta= 43.4 g

50.0ml=0.87 g

ml

ρagua=magua

V probeta= 48.5g

50.0ml=0.97 g

ml

ρleche=mleche

V probeta= 49.6g

50.0ml=0.99 g

ml

Sustancia m (g) ρ (g/ml)Alcohol 43,4 0,87Agua 48,5 0,97Leche 49,6 0,99

m piedra=8.5g V inicial=50ml V final=70ml

ρpiedra=mpiedra

V final−V inicial= 85 g

(70−50 ) ml=4.25 g

ml

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PRACTICA No. 6 – Calor

MARCO TEÓRICO

Calor específico, cantidad de energía necesaria para aumentar la temperatura de una unidad de masa de una sustancia en un grado. En el Sistema Internacional de unidades, el calor específico se expresa en julios por kilogramo kelvin; en ocasiones también se expresa en calorías por gramo y grado centígrado. El calor específico del agua es una caloría por gramo y grado centígrado, es decir, hay que suministrar una caloría a un gramo de agua para elevar su temperatura en un grado centígrado.

Calorimetría, ciencia que mide la cantidad de energía generada en procesos de intercambio de calor. El calorímetro es el instrumento que mide dicha energía. El tipo de calorímetro de uso más extendido consiste en un envase cerrado y perfectamente aislado con agua, un dispositivo para agitar y un termómetro. Se coloca una fuente de calor en el calorímetro, se agita el agua hasta lograr el equilibrio, y el aumento de temperatura se comprueba con el termómetro. Si se conoce la capacidad calorífica del calorímetro (que también puede medirse utilizando una fuente corriente de calor), la cantidad de energía liberada puede calcularse fácilmente. Cuando la fuente de calor es un objeto caliente de temperatura conocida, el calor específico y el calor latente pueden ir midiéndose según se va enfriando el objeto. El calor latente, que no está relacionado con un cambio de temperatura, es la energía térmica desprendida o absorbida por una sustancia al cambiar de un estado a otro, como en el caso de líquido a sólido o viceversa. Cuando la fuente de calor es una reacción química, como sucede al quemar un combustible, las sustancias reactivas se colocan en un envase de acero pesado llamado bomba. Esta bomba se introduce en el calorímetro y la reacción se provoca por ignición, con ayuda de una chispa eléctrica.

OBJETIVOS

Determinar el calor específico de un objeto por método de mezclas. Comprender la forma de utilización de un calorímetro.

RECURSOS A UTILIZAR EN LA PRÁCTICA (EQUIPOS / INSTRUMENTOS)

Un calorímetro. Un vaso de precipitados. Una balanza. Un termómetro. Una pesita metálica. Hilo de nylon. Un reverbero.

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PROCEDIMIENTO:

1. Ponga a calentar el vaso de precipitados.2. Mida la masa de la pesita.3. Introduzca la pesita en el vaso de precipitados, atada al hilo de nylon.4. Mida la masa del calorímetro.5. Agregue una cantidad conocida de agua al calorímetro a temperatura ambiente.6. Mida la temperatura del calorímetro y del agua.7. De acuerdo con el material del que está hecho el calorímetro, determine el calor

específico del calorímetro (Por ejemplo, aluminio).8. Cuando el agua del vaso de precipitados hierva, determine el valor de la

temperatura de ebullición. Mantenga la ebullición.9. Después de cierto tiempo (un minuto) saque la pesita del vaso de precipitados y

sumérjala en el agua del calorímetro, tape herméticamente y agite suavemente con el agitador al interior del calorímetro, hasta que el sistema llegue al equilibrio térmico.

10. Tome la temperatura final al interior del calorímetro.11. Determine una ecuación para la energía inicial del sistema: calorímetro, agua del

calorímetro y pesita (antes de sumergirla).12. Determine una ecuación para la energía final del sistema (después de agitar).13. Las dos ecuaciones contienen una incógnita, calor específico de la tuerca.14. Aplicando el principio de la conservación de la energía, las dos ecuaciones se

deben igualar. Despeje la incógnita.15. Determine el calor específico de tuerca.

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RESULTADOS

DATOS PARA EL CALORIMETRO

ma1=48.5g

ma2=68.6 g

T 1=21°C

T 2=75 °C

T 3=47 ° C

∆T 1=|T 3−T 2|=|47−75|℃=28℃

∆T 2=|T 3−T 1|=|47−21|℃=26℃

Se tiene que

Q g=−Qc

ma2Ca∆T 1=(ma1Ca+mCC c )∆T 2

ma2Ca

∆T1

∆T2=ma1Ca+mCC c

ma2Ca

∆T1

∆T2−ma1Ca=mC C c

Ca(ma2

∆T 1

∆T 2−ma1)=mCC c

C c=Ca

mC (ma2∆T 1

∆T 2−ma1)=

1 calg℃

255g (68.6 g 28℃26℃−48.5g)

C c=0.097 calg℃

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DATOS PARA LA TUERCA

mT=12g

mc=255 g

ma=29 g

T 1=23℃

T 2=25℃

T 3=91℃

∆T 1=|T 2−T 1|=|25−23|℃=2℃

∆T 2=|T 3−T 2|=|91−25|℃=66℃

Se tiene que

Q g=−Qc

mT CT ∆T2=(ma1Ca+mCC c )∆T1

CT=(maCa+mCC c)∆T 1

mT ∆T2=

(29 g∗1 calg℃ +255 g∗0.097 cal

g℃ )∗2℃

12 g∗66℃

CT=0.136 calg℃

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CONCLUSIONES Y ANALISIS DE RESULTADOS

La probeta no es un instrumento exacto para medir volúmenes, así que al medir la masa del líquido, tampoco el resultado va a ser exacto, por lo tanto podemos tomar tres datos de la masa de cada volumen de agua y promediarlos para disminuir el margen de error.

Para realizar mediciones se debe tener el menor margen de error, para que los resultados sean confiables.

La masa es directamente proporcional al volumen del líquido. La masa es la variable independiente El volumen es la variable dependiente. La pendiente de la recta da el valor de la constante de proporcionalidad. Un sistema está en equilibrio mecánico cuando la suma de fuerzas y momentos sobre cada

partícula del sistema es cero. Un sistema está en equilibrio mecánico si su posición en el espacio de configuración es un

punto en el que el gradiente de energía potencial es cero. A pesar de los cambios efectuados en las masas M1 y M2, el sistema sigue conservando su

equilibrio, pero cabe anotar que el cambio de peso en las masas M1 y M2, debe de ser mínimo ya que si el peso de estas dos masas es considerable debe de cambiarse el de la masa M3, para que conserve el sistema en equilibrio. También el cambio se nota en los distintos ángulos que toman las tres posiciones, cuando se varía el peso de las masas M1 y M2.

En la anterior práctica el periodo de oscilación es directamente proporcional a la longitud del péndulo; lo que significa que a mayor longitud mayor es el tiempo de oscilación.

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BIBLIOGRAFÍA

Aprendizaje de matemáticas online. (s.f.). Obtenido de Fórmulas del volumen de las figuras geométricas: http://es.onlinemschool.com/math/formula/volume/#h9

CONTENIDO DE LA UNIDAD 1, MECANICA. Recuperado de:

http://campus04.unad.edu.co/campus04_20152/mod/resource/view.php?inpopup=true&id=

802

CONTENIDO PAGINA WEB recuperado de:

http://recursostic.educacion.es/secundaria/edad/4esomatematicasA/4quincena3/4quincena3_contenidos_1a.htm

FISCA GENERAL. Recuperado de:

http://datateca.unad.edu.co/contenidos/100413/Guias/Guias_2015_II/SYLLABUS_Fisica_

General.pdf

GUIA DE LABORATORIO, recuperado de:

http://datateca.unad.edu.co/contenidos/100413/2015_II/Guia_de_Laboratorio.pdf

(s.f.). Obtenido de http://www.laboratoriometrologico.com/wenv/file_data.php?id=223

Universia.net. (20 de 08 de 2014). Obtenido de aprender cómo calcular área, volumen y perímetro de forma sencilla: http://noticias.universia.net.co/enportada/noticia/2014/08/20/1110094/aprenda-como-calcular-area-volumenperimetro-forma-sencilla.html