Tensión superficial PDF

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Resultados y análisis sobre la práctica de tensión superficial....

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Tensión superficial Propósito: Observar varios fenómenos donde se presenta la tensión superficial y reconocer una sustancia tensoactiva. Introducción: La superficie de un líquido se comporta como si fuera una membrana elástica tensa, propiedad que se conoce como tensión superficial. Algunos fenómenos donde se manifiesta la tensión superficial son: a) Un alfiler o una navaja de rasurar colocados en la superficie del agua, no se hunden aunque la densidad de estos objetos sea mucho mayor. El alfiler o la navaja forman una depresión en la superficie del agua, como si esta fuera una hoja elástica. La presión del alfiler o la navaja no son suficientes como para romper dicha superficie. b) Si un líquido no es afectado por fuerzas externas, tendrá una fuerza esférica. La tensión superficial tiene su origen en el hecho de que las moléculas en la superficie de un líquido se les aplican una fuerza hacia adentro del líquido, mientras que las que se encuentran en el interior del líquido se les aplican fuerzas en todas direcciones. Así cuando las moléculas son jaladas hacia el interior, la superficie tiende a contraerse para así tener el mínimo de superficie posible, por eso una gota de agua tiene la forma esférica ya que el área que contiene ese volumen de agua es la mínima. La tensión superficial se define como la fuerza por unidad de longitud que ejerce la superficie de un líquido sobre una línea, teniendo como consecuencia que el área de la superficie del líquido sea la mínima. Material:            

1 vaso de precipitado 1 pincel de pelo fino 1 plato para sopa 1 navaja de rasurar Papel encerado 2 vasos de Unicef 1 alfiler o aguja 1 imán 2 botellas de plástico de 1 o 2 litros Jabón en polvo Pimienta en polvo Agua

Desarrollo experimental: Primer experimento. 1. Llena un vaso de unicel con agua. 2. Desde muy cerca de la superficie del agua, deja caer horizontal y cuidadosamente la aguja 3. La aguja debe quedar flotando, si no lo consigues debes intentarlo varias veces hasta que logres colocarlo en la superficie, en algunos intentos la aguja se irá al fondo. Puedes sacarla con un imán o unas pinzas pequeñas. 4. Cuando la aguja quede flotando, esparce jabón sobre la superficie del agua. Observa que ocurre. Segundo experimento. 1. Vierte agua hasta la mitad de un plato para sopa. 2. Coloca con mucho cuidado un papel sobre la superficie del agua y encima de esté la navaja para rasurar. 3. Con una varilla de vidrio o con un popote para refresco, moja poco a poco la cara superior del papel. ¡Ten mucho cuidado!, no debe de caer agua sobre la navaja. Observa lo que sucede. Tercer experimento. 1. 2. 3. 4. 5.

Llena otro vaso de unicel con agua. Espolvorea pimienta en la superficie del líquido, evitando que se hunda. Introduce con cuidado cualquiera de tus dedos dentro del vaso aproximadamente 2 cm Observa lo que ocurre con la pimienta. Ahora moja tu dedo con agua jabonosa e introdúcelo de nuevo. Observa que ocurre con la pimenta.

Cuarto experimento. 1. Llena con agua el vaso de precipitados. 2. Introduce el pincel dentro del agua. Observa lo que sucede con sus filamentos. 3. Saca el pincel del agua y observa sus filamentos. 4. Ahora, con un clavo haz dos o tres agujeritos en la botella de plástico en la botella de plástico a tres centímetros del fondo y medio centímetro de separación entre cada orificio. 5. Llena la botella con agua. Observaras que los chorritos de agua saldrán separadamente. 6. Con la mano trata de sujetar los chorritos. Si no ocurre algún cambio que te llame la atención repite varias veces la experiencia. Quinto experimento 1. Consigue un pedazo de papel encerado y extiéndelo sobre la mesa de trabajo. 2. Moja con agua tus dedos y salpica un poco sobre la superficie del papel. Observa la forma que adquieren las gotas. Observaciones y resultados. Primer experimento

1. Dibuja la forma que tiene la superficie del líquido que rodea la aguja que flota.

2. Dibuja lo que le ocurre a la aguja después de esparcir jabón en polvo en la superficie del líquido.

Segundo experimento 1. Dibuja lo que ocurre con la navaja de rasura después de mojar el papel sobre el cual está colocado, así como la forma que adquiere el espacio que la rodea.

Tercer experimento 1. Dibuja lo que ocurre con la pimienta al introducir el dedo.

2. Dibuja lo que ocurre con la pimienta cuando introduces el dedo mojado con agua jabonosa.

Cuarto experimento 1. Dibuja lo que ocurre con los filamentos del pincel cuando están dentro y fuera del agua.

2. Dibuja lo que ocurre con los chorros de agua de la botella después de tratar de sujetarlos con la mano.

Quinto experimento 1. Dibuja el aspecto del agua salpicada sobre el papel encerado.

Análisis 1. 2. 3. 4.

¿Por qué flotan la aguja o la navaja de rasurar si son más densas que el agua? ¿Qué ocurre con la tensión superficial al poner jabón en la superficie del agua? ¿Por qué no le sucede lo mismo a la navaja de rasurar lo mismo que al papel? ¿A qué se debe la apariencia distinta de los filamentos del pincel dentro y fuera del agua? Gracias a la tensión superficial del agua, ya que esta es la responsable de la unión de las cerdas al mojar el pincel en agua. En un pincel mojado la tensión superficial actúa como una membrana que une las cerdas del pincel. Como su propio nombre indica, la tensión superficial se manifiesta en la superficie del agua, y por esto las cerdas del pincel permanecen desunidas en el interior del agua. 5. ¿Por qué se juntan los chorros de agua en el cuarto experimento? Gracias a la presión hidrostática. Y gracias al principio fundamental de esta, sabemos que el agujero más cercano a la base será el que arroje el chorro más fuerte gracias a la mayor presión. 6. ¿Cómo son y a que se debe la forma de las gotas de rocío sobre las telarañas?

Cuando cae el rocío de madrugada, sus gotas no atraviesan ni rompen las telas tejidas por las arañas, sino que se quedan atrapadas en la estructura de seda creada por estos animales. La clave está en una estructura de fibras únicas que se forma después de que se moje la telaraña y que permite que el agua se quede retenida en ella. Los científicos descubrieron que, al mojarse, en la tela de la araña se forman nudos hechos de nanofibras. Son cuatro veces más gruesos que el resto del tejido y en ellos es donde acaban inmovilizadas las gotas de rocío. 7. Menciona otros ejemplos donde se presenta la tensión superficial -Los pequeños insectos, tales como el zapatero de agua pueden caminar sobre el agua, porque su peso no es suficiente para penetrar la superficie. -La razón mayor para usar agua caliente, es que su tensión superficial es menor y por tanto un mejor agente de mojado. Pero si el detergente baja la T.S., puede hacer innecesario el calor. -Los materiales comunes de lonas, son de alguna forma impermeables, en los cuales la tensión de superficie del agua, llenará los poros del tejido fino del material. Pero si toca la lona con los dedos, se rompe la tensión superficial y el agua comenzará a atravesar la lona comenzando el goteo. 8. ¿Cuál es la unidad de la tensión superficial? La unidad de medida de la tensión superficial es el newton por metro (N.m-1) que es equivalente a los Joules por metro cuadrado (J.m-2) que es la unidad de energía de superficie (dina / cm). Bibliografía CROMER, A.H. (1978) Física para las ciencias de la vida. España: Reverté HEWITT, P.G. (1997) Física conceptual. México: Trillas....