UNIVERSIDAS CATOLICA DE SANTA MARIADEPARTAMENTO ACADMICO DE CIENCIAS E INGENIERAS FSICA Y FORMALESPractica n 10Expansin trmica del aguaDiseo: Lic. Mariol. Pumacallahui Pineda.A. Objetivo Establecer experimentalmente el coeficiente de expansin de volumen de agua.

B. INTRODUCCION:El agua, en el intervalo de temperatura de0 C a 4 C, se contrae el aumentar la temperatura. En este intervalo, su coeficiente B es negativo. Por arriba de 4C, el agua se expande al calentarse (Fig.-1). Por tanto, el agua tiene mayor densidad de 4 C. el agua tambin se expande al congelarse, lo cual explica porque forman jorobas en el centro de los comportamientos de una charola para cubitos de hielo. En contraste, la mayor parte de materiales se contraen al congelarse. Este comportamiento anmalo del agua tiene un efecto sobre la vida vegetal y animal en lagos. Un lago se enfra desde la enfra desde la superficie hacia abajo; por encima de 4 C, el agua enfriada en la superficie se hunde por su mayor densidad; pero cuando la temperatura superficial baja de 4 C el agua cerca de la superficie es menos densa que la de abajo, que ms caliente. Por tanto, el fluido hacia abajo cesa y el agua cerca de la superficie sigue siendo ms frio que en el fondo. Al congelarse la superficie, el hielo flota porque es menos denso que el agua. El agua en el fondo sigue a 4C hasta que casi todo el lago se congela. Si el agua se comportara como la mayor parte bde las sustancias, contrayndose continuamente al enfriarse y congelarse, los lagos se helaran desde abajo hacia arriba. La circulacin por diferencias de densidad hara subir continuamente el agua ms caliente para un enfriamiento ms eficiente, y7 los lagos se congelaran por completo con mucha ms facilidad. Esto destruira todas las plantas y animales que no resistan el congelamiento. Si el agua no tuviera esta propiedad especial}, la evolucin de la vida habra seguido un curso muy diferente.

C.CUESTIONARIO PREVIO:consulte la bibliografa y presente en forma individual al inicio de la practica1. Qu es la temperatura?2. Que es un termmetro y que tipos de ellos existen?3. A que se denomina escala termomtrica y que clases existen?4. A que se denomina coeficiente de expansin de volumen B?5. Demuestre que: B = 3 Nota:si necesita mas espacio utilice el reverso D. EQUIPO Y MATERIAL:

Varilla de 50 cm - Termmetros Pinza con gancho - Vaso de 500 ml Mordaza universal - Cocina elctrica Soporte universal - Calibre de metal Matraz - Plumn delgado de color Tapn de jebe con doble orificio - Balanza Tubo delgado de vidrio

E. ESQUEMA:

F. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:

1. Medir el dimetro interior del tubo de vidrio.

2. Llenar el matraz con agua y colocar el tapon de jebe de tal forma que no quede ninguna burbuja atrapada.3. Colocar el termmetro y el tubo de vidrio en el tapon de jebe.4. Medir la masa del matriz incluido el tapon termmetro y tubo de vidrio.

5. Disponer el equipo como se muestra en el esquema.6. Espere que el profesor verifique su instalacin.7. Colocar cintra adhesiva en el tubo de vidrio de tal forma que le permita registrar alturas respecto a un nivel.8. Marcar el nivel del agua en el tubo de vidrio (vidrio de referencia)9. Colocar el matraz en la cocina elctrica de tal forma que este muy cerca de la superficie de la cocina.10. Registe las alturas y temperaturas en la TABLA1

TABLA 1

11. Espere que enfrie el sistema y luego, retire con mucho cuidado el tapon12. Medir la masa del matriz sin agua, tapon, termmetro y tubo de vidrio.

G. ANALISIS DE DATOS EXPERIMENTALES:1. Utilizando los valores de la masa total del sistema y la masa del sistema sin agua, determine, el volumen inicial del sistema (V ).2. Determine el valor del volumen (V) correspondiente para cada altura h. Utilice la TABLA1.3. Determine el volumen total (VT ) para los diferente valores de temperatura:

VT=V0+V4. Calcular el valor del cambio de volumen ( ),correspondiente a cada temperatura. Utilice la TABLA15. Determinar el valor del coeficiente de expansin de volumen para cada caso; utilice la TABLA1.6. Graficar en papel milimetrado formato A4, volumen total (VT)en funcin de la temperatura (T). VT = f(T).

H. COMPARACION Y EVALUACION:1. Es constante el valor del coeficiente de expansin de volumen del agua? .Explique2. Qu le infiere el comportamiento de la GRAFICA1? Explique.3. En la parte mas suave del comportamiento de la GRAFICA1, calcule la pendiente de esa regin.4. Qu magnitud fsica representa la pendiente de la GRAFICA1? Explique.

I. CONCLUSIONES: Anote sus conclusiones de la prctica.

J. BIBLIOGRAFIA: Anote la bibliografa utilizada.

K. CUESTIONARIO FINAL:

Desarrolle y presente en forma individual al final de la practica

1. Si se practica un agujero en una lamina de cobre de grosor arbitrario. Al aumentar la temperatura qu7e le sucede al dimetro del agujero? Explique su respuesta.2. Dos cuerpos del mismo material tienen las mismas dimensiones y aspectos exteriores, pero uno esta hueco y el otro no. Si se aumenta su temperatura, su expansin de volumen global es la misma o distinta? Por qu?.3. Considere un termmetro de mercurio en vidrio. Suponiendo que la seleccin trasversal del tubo capilar es constante y tiene un valor A, designe por V el volumen del bulbo de mercurio a 0.0 C. Si a esta temperatura el mercurio llena exactamente el bulbo, demostrear que la longitud de la columna de mercurio en el tubo capilar a una temperatura T C es: L=V (B -3 )T AEsto es, proporcional ala temperatura, siendo B el coeficiente de expansin de volumen del mercurio y el coeficiente de expansin lineal del vidrio.

...4. Un frasco de vidrio con volumen de 10000 cm a 0.0 C se llena de mercurio a esta temperatura. Si el frasco y el mercurio se calientan a 80 .0 C, se derraman 12.5 cm de mercurio. Si el coeficiente de expansin de volumen (B) del mercurio es de 18.0*10 K calcule para el vidrio.

Hoja1LECTURA1234567891011