Experiencia De Conveccion

Objetivo: Verificar el movimiento de convección entre dos masas liquidas.

Materiales: Vaso de precipitados – Matraz aforado – Tapón del matraz – Mechero – Termómetro – Agua – Agua teñida – Tubos de vidrio – Trípode – Tela de amianto.

Procedimiento:

1. Llenar el matraz aforado con agua teñida.

2. Introducir agua hasta la mitad del vaso de precipitados.

3. Exponer el matraz aforado al calor, hasta que el agua teñida alcance una temperatura de 90ºC.

4. Tapar el matraz con su respectivo tapón perforado.

5. Colocar los tubos de vidrio en cada uno de los orificios del tapón perforado.

6. Sumergir el matraz aforado en el vaso de precipitados con el agua a temperatura ambiente.

7. Observar lo sucedido.

Explicación:

En esta experiencia se reproduce el movimiento de convección en un líquido, el agua, provocando un desequilibrio térmico en su interior. Para ello se dispone de un vaso de precipitados, lo suficientemente grande para hacer ingresar un matraz, con agua a temperatura ambiente, un matraz, tapón del matraz, tubos de vidrio del matraz, un mechero, un termómetro, y suficiente cantidad de agua teñida para llenar el matraz. Los dos tubos estrechos de vidrio poseen longitudes distintas para facilitar el paso del agua. Una vez que se colocó el agua teñida sobre el fuego para que est ele proporcione calor, y el agua haya llegado a los 90ºC se la retirar del fuego y se la inserta dentro del vaso de precipitados con agua a temperatura ambiente; inmediatamente la diferencia entre las temperaturas del agua del vaso y del matraz produce el movimiento de convección. Mientras que el agua caliente (teñida) de la parte alta del matraz sale por el tubo de vidrio más corto, el agua fría del vaso entra hasta el fondo del matraz por el tubo más largo. El ciclo de convección es completo comprobándose que no disminuye el nivel de agua en el interior del matraz.

Relación con La naturaleza: Las transferencias de calor por convección son muy importantes en la naturaleza.

La mayor parte de las corrientes marítimas y vientos atmosféricos son notables ejemplos de corrientes convectivas. En el caso más simple la convección surge cuando en las distintas partes de un fluido hay temperaturas diferentes, de modo que el fluido caliente se eleva y el fluido frío se hunde. Como se ha señalado, se produce una corriente ascendente de agua caliente (teñida) que se debe a que el líquido al calentarse se expansiona y se hace menos denso, ascendiendo por lo tanto, mientras que el líquido frío desciende para cerrar así la circulación convectiva. Esta corriente tiende a igualar las temperaturas en toda la masa de agua.

El Principio cero de la termodinámica establece que existe una determinada propiedad denominada temperatura empírica θ, que

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