Expansión térmica Del Agua

A. Objetivo

1. Establecer experimentalmente el coeficiente de expansión de volumen del agua.

2. Comprobar experimentalmente la expansión térmica del agua.

B. Fundamento teórico

Aunque la mayor parte de los materiales se dilatan cuando se calienta, el comportamiento del agua a las temperaturas comprendidas entre 0º y 4º C es una excepción importante.

En la fig. 1 se muestra el volumen ocupado por 1 g de agua en función a la temperatura. El volumen es mínimo y por tanto la densidad es máxima a 4ºC. Así cuando se calienta agua que está por debajo de los 4º C se contrae en lugar de dilatarse.

Esta propiedad tiene importantes consecuencias ecológicas en los lagos. A temperaturas superiores a los 4ºC, cuando se produce un enfriamiento de las aguas de un lago, el agua fría es más densa y se hunde hacia el fondo del lago; pero para temperaturas inferiores a 4ºC el agua fría es menos densa y asciende a la superficie.

Como consecuencia de ello el hielo se forma primero en la superficie del lago y, como el hielo es menos denso, que el agua, permanece en la superficie actuando como un aislante térmico para el agua que se encuentra por debajo.

Si el agua helada redujera su volumen cuando se congela, como lo hacen la mayoría de las sustancias, el hielo se hundiría hacia el fondo, dando lugar a que nuevas corrientes de agua pudiesen helarse en la superficie. De esta manera los lagos quedarían helados por completo, desde el fondo hasta la superficie, matando a los peces y a la vida acuática que allí se desarrolla.

Resumiendo, si el agua se comportara como la mayor parte de las sustancias, contrayéndose continuamente al enfriarse y congelarse, los lagos se helarían desde abajo hacia arriba. La circulación por diferencias de densidad haría subir continuamente el agua más caliente para un enfriamiento más eficiente, y los lagos se congelarían por completo con mucha mayor facilidad. Esto destruiría a las plantas y animales que no resisten el congelamiento. Si el agua no tuviera esta propiedad especial, la evolución de la vida habría seguido un curso diferente.

D. Equipo / Materiales

Varilla de 50 cm

Tubo delgado de vidrio

Vaso de 500 ml

Matraz

Tapón de jebe con doble orificio

Termómetros

Pinza con gancho

Mordaza universal

Cocina eléctrica

Soporte universal

Calibre vernier

Balanza digital

Cinta Asa crep

Calculadora

Texto de consulta

E. Esquema

F. Procedimiento Experimental

1. Medir el diámetro interior del tubo de vidrio con ayuda del calibre vernier.

D = 0,48±0,01 cm

2. Medir la masa del tapón sin agua, sin

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