Dilatacion Anomala Del Agua

Primer informe de Lab.Termodinámica

“Dilatación Anómala del agua y Temperatura de mezclas”.

Integrantes: Vanessa Ortiz y Jarolin Sepúlveda

Docente: Cecilia Vásquez

Fecha laboratorios: 02 y 09 de Abril de 2014

Fecha entrega: 16 de Abril de 2014

Dilatación anómala del Agua

Objetivos

• Demostrar experimentalmente el efecto de la dilatación anómala del agua.

• Medir la temperatura de varias mezclas de agua.

Marco Teórico

En todo fluido, al ir disminuyendo la temperatura las partículas de un líquido (moléculas) se van acercando más entre sí. En el caso del agua, se produce un fenómeno fascinante; este acercamiento (disminución de volumen) se produce hasta aproximarse a los 4º Celsius, al continuar disminuyendo la temperatura, el agua comienza a expandirse, es decir a medida que el agua pasa del estado líquido al sólido (hielo) se produce una expansión y no una contracción como era de esperar, esto se conoce como anomalía del agua. Esta expansión provoca que la misma cantidad de agua (masa) esta contenida en un mayor volumen, afectando su densidad.

El valor del cuociente masa/volumen, que corresponde a la densidad, se hace cada vez menor.

Materiales

• 1 recipiente compuesto por dos cilindros metálicos soldados.

• 2 termómetros de -20°C a 110°C.

• 1 soporte, nuez, pinza o barra, hilo.

• 1 tapón de goma horadado para termómetro.

• 1 cubeta.

• 2 trozos de plumavit a la medida de los cilindros.

• Hielo, sal, agua, paño, martillo para picar hielo, cuchara y probeta.

Montaje

Procedimiento

• Ajustar cuidadosamente el tapón y el termómetro en la parte inferior del aparato, como se muestra en la figura 1.

• Llenar el cilindro interior con agua fría de la llave, y taparlo con uno de los trozos de plumavit, insertando el termómetro superior en la tapa.

• Envolver el hielo en un paño, y golpearlo con el martillo, hasta conseguir molerlo por completo.

• Preparar la mezcla frigorífica en base a hielo triturado y sal, en el depósito que rodea al cilindro con agua. Una vez lleno el depósito exterior, colocar una tapa de plumavit.

• La mezcla frigorífica debe mantenerse durante todo el desarrollo del experimento. Cada vez que se acumule agua, se debe extraer con una pipeta y renovar la mezcla.

• Medir las temperaturas superior (Tsup) e inferior (Tinf) cada cinco minutos, hasta que ambas temperaturas tiendan a estabilizarse.

Datos experimentales.

Tiempo t (min) Temperatura superior Tsup (°C) Temperatura inferior

Tinf (°C)

0 20 10

5 18 9,5

10 16,5 9

15 11,5 7

20 11 5

25 6,5 4

30 4 4

35 2 4

40 1,5 4

45 1,5 4

50 1,5 4

55 1,5 4

60 1,5 4

Análisis de Datos.

En primer lugar, se graficaron los datos correspondientes a la tabla 1, obteniéndose la siguiente gráfica (Gráfico 1).

Del Gráfico 1, se puede observar que la Temperatura superior al comenzar el experimento, parte en 20°C, descendiendo gradualmente hasta 1,5 °C a los 35 minutos. Con respecto a la Temperatura inferior ocurre un fenómeno similar, sólo que ésta parte en 10°C y se estabiliza en 4°C, transcurridos 25 minutos de comenzada la actividad experimental. Es decir, en síntesis, se establece que la temperatura superior tiende a 1,5°C, mientras que que la inferior tiende a 4°C.

Además, con el experimento se logra determinar que el agua alcanza su mayor densidad exactamente a los 4°C, donde su volumen es mínimo.

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