Informe de Laboratorio Dilatación Térmica de Líquidos

Informe de Laboratorio
Dilatación Térmica de Líquidos

Resumen

Se desea saber si es que el alcohol etílico presenta una dilatación térmica volumétrica. Si es que la presenta, conocer de qué forma varía su volumen en función de la temperatura (lineal, cuadrática, exponencialmente, etc .), y determinar el coeficiente de dilatación volumétrica.

1. Objetivos generales

• Determinar el coeficiente de dilatación volumétrica de un líquido.
•  Explicar cómo se comportan los líquidos ante la variación de temperatura.  
• Explicar cómo se utiliza la dilatación térmica de líquidos para construir un termómetro.

2. Introducción

Se denomina dilatación al cambio de longitud, volumen o alguna otra dimensión métrica que sufre un cuerpo debido al cambio de temperatura que se provoca en el. La dilatación es provocada por la temperatura.

Cuando se da calor a un sólido se está dando energía a sus moléculas, que estimuladas, vibran más enérgicamente.

Dilatación Lineal:

Es aquella en la cual predomina la variación en una única dimensión, o sea, en el ancho, largo o altura del cuerpo. Se produce en alambres, varillas, barras, rieles, etc.

Dilatación Superficial:

Es aquella en que predomina la  variación en dos dimensiones, o sea, la variación del área del cuerpo. Se produce en baldosas, vidrio, placas metálicas, etc.

Dilatación Volumétrica:

En un líquido o un gas se observa como un cambio de volumen ΔV, en una cantidad de sustancia de volumen V0, relacionado con un cambio de temperatura ΔT. En este caso, la variación de volumen ΔV es directamente proporcional al volumen inicial V0 y al cambio de temperatura ΔT, para la mayor parte de las sustancias y dentro de los límites de variación normalmente accesibles de la temperatura, es decir: Se produce en gases, líquidos y cuerpos geométricos.

Escala Celsius:

Esta escala es de uso popular en los países que adhieren al Sistema Internacional de Unidades, por lo que es la más utilizada mundialmente. Fija el valor de cero grados para la fusión del agua y cien para su ebullición.

Para esta escala, estos valores se escriben como 100 °C y 0 °C y se leen 100 grados Celsius y 0 grados Celsius, respectivamente.

Escala Fahrenheit:

La escala Fahrenheit difiere de la Celsius tanto en los valores asignados a los puntos fijos, como en el tamaño de los grados. En la escala Fahrenheit los puntos fijos son los de ebullición y fusión de una disolución de cloruro amónico en agua. Así al primer punto fijo se le atribuye el valor 32 y al segundo el valor 212. Para pasar de una a otra escala es preciso emplear la ecuación:

t(°F) = (9/5) * t(°C) + 32 ó t(°C) = (5/9) * [t(°F) - 32]

Donde t(°F) representa la temperatura expresada en grados Fahrenheit y t(°C) la expresada en grados Celsius.

Escala Absoluta o Kelvin:

En la escala absoluta, al 0 °C le hace corresponder 273,15 K, mientras que los 100 °C se corresponden con 373,15 K. Se ve inmediatamente que 0 K está a una temperatura que un termómetro centígrado señalará como -273,15 °C. Dicha temperatura se denomina "cero absoluto".

Se puede notar que las escalas Celsius y Kelvin poseen la misma sensibilidad. Por otra parte, esta última escala considera como punto de referencia el punto triple del agua que, bajo cierta presión, equivale a 0.01 °C.

3. Materiales y experimentación

• Trípode variable
•  Varilla soporte, 600 mm
•  Nuez doble  
• Aro con nuez  
• Rejilla con porcelana
•  Pinza universal
• Vaso de precipitados, 250 ml
• Matraz Erlenmeyer, 100 ml
• Tubo de vidrio, 250 mm
• Pipeta con caperuza de goma
• Tapón de goma, 2 orificios
• Termómetro de Alcohol, T100, −10 · · · + 110oC
• Cinta métrica, 2 m • Probeta graduada, 100 ml, plástico
• Mechero de butano
• Cartucho de butano
• Glicerina
• Cerillas
• Alcohol

Se realizó el montaje experimental, como se muestra en la figura 1.

[pic 1]

[pic 2]

4. Resultados y análisis

Mediante las mediciones, se pudieron obtener los datos mostrados en la tabla 1.

[pic 3]

[pic 4]

Luego se procedió a calcular las variaciones de volumen y temperatura:

[pic 5]

Y a realizar un gráfico ΔV vs ΔT:

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[pic 7]

Observamos que existe una relación lineal entre la variación de volumen y la variación de temperatura. Vemos que al aumentar la temperatura, aumenta también el volumen, por lo que se encuentran en una relación de proporcionalidad.

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