Presión y fluidos

EJERCICIOS HECHOS EN CLASE

Experiencia 1: Estudio de la presión hidrostática de un fluido.
Vamos a demostrar que en el fondo del agua existe una fuerza que empuja verticalmente, hacia arriba a la moneda, y que esta fuerza es igual al peso del agua que tiene encima.

Material:
 1 tubo de vidrio abierto, 1 placa de metal, hilo, 1 vaso de precipitados (500 ml), 1 regla.

Procedimiento:

1. Llena el vaso de precipitados con agua

2. Fija un trozo de hilo a la placa de metal.
3. Toma el tubo de vidrio abierto por ambos extremos y acopla a uno de ellos la placa de metal, manteniendo el hilo tenso.

4. Introduce el tubo en el vaso de precipitados y después suelta el hilo. ¿Qué ocurre? Razona por qué.

5. Deja que se llene el tubo con agua, poco a poco. 

CONCLUSIÓN:

Lo que observamos fue que al meter el tubo de vidrio con una chapa se iba

acumulando el agua dentro, por lo tanto, equilibrando la presión y así poco a

poco en un momento dado la chapa se desligó y la chapa se hundió debido a que

dejaba de hacer presión el agua. 

Hace referencia al PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES

LEY DE GASES IDEALES

LEYES DE LOS GASES IDEALES

 

La presión, el volumen y la temperatura son las variables de estado de un gas.

Cuanto más se ajuste un gas a este resultado más ideal es.

EXPERIMENTACIÓN.

En esta práctica vas a comprobar las leyes de los gases ideales, es decir, vas a poder observar el comportamiento de un gas cuando se le modifica "una" de las variables de estado.

Materiales generales:

Experiencia 1.   Inflando globos 

Material: Soporte,  tubo de ensayo, globo, mechero de alcohol.

Procedimiento: 

1. Echa unas gotas de agua en el tubo. 
2. Tapa la abertura del tubo con el globo (si el globo no ajusta perfectamente pide un tubo de ensayo mayor)
3. Calienta el tubo de ensayo con el mechero.
4. Observa lo que ocurre y anótalo en tu cuaderno de laboratorio.

-En cuanto comprendas lo que ocurre apaga el mechero y déjalo enfriar. No intentes mantenerlo mucho tiempo bajo el fuego pues se quemará el globo o se romperá el tubo de ensayo.

-Anota lo que ocurre cuando se enfría

CONCLUSIÓN:

Lo que observamos fue que a medida que íbamos calentando el tubo de ensayo el globo, se iba hinchando más y más pero no llegaba a soltarse de la cabeza del tubo de ensayo como es el caso de otros.

Nosotros creemos que se observa claramente la LEY DE CHARLES o 1ª LEY DE GAY-LUSSAC, es decir, estamos consiguiendo inflar globos debido a la presión que se mantiene constante.

El globo de alguna manera conserva el gas; no sale disparado

En resumen, el volumen del globo se dobla cuando la temperatura absoluta se duplica.

Experiencia 2   Disparando  

Material: Soporte, tubo de ensayo, tapón, mechero de alcohol.

Procedimiento: 

1. Echa un poco de agua en el tubo (muy poca cantidad) 
2. Pon el tapón suavemente, ni muy flojo ni muy fuerte 
3. Calienta el tubo de ensayo con el mechero y ¡¡apunta hacia donde no haya nadie.!!
4. Observa lo que ocurre y anótalo en tu cuaderno de laboratorio

CONCLUSIÓN:

Lo que observamos fue que a medida que íbamos calentando más y más el tubo de ensayo, el tapón de éste se iba quitando progresivamente y llegó un momento que destapó y salió disparado.

Nosotros creemos que se observa claramente la  2ºLEY DE GAY- LUSSAC ,es decir estamos consiguiendo destapar el tubo de ensayo gracias al volumen constante.

En resumen, a más temperatura que diéramos al tubo de ensayo, más presión se ejercía y por eso salía disparado; el recipiente es de paredes fijas y su volumen no puede cambiar.

Experiencia 3   Refrescos calentitos  

Material: Lata de refresco, pinzas, cuenco, agua, mechero de alcohol.

Procedimiento: 

1. Coge la lata con las pinzas y echa un poco de agua en su interior (muy poca cantidad), 
2. Llena el cuenco con agua 
3. Calienta la lata 
4. Cuando veas que está suficientemente caliente (sale algo de vapor), introdúcela bocabajo y despacio en el cuenco hondo con agua.
5. Anota lo que ha ocurrido
6. Repite la experiencia, pero ahora introdúcela en el cuenco bocabajo muy rápido.
7. Anota lo que ha ocurrido

CONCLUSIÓN:

Poco a poco se iba calentando la lata y el poco de agua que había dentro y cuando ya estaba bien caliente lo que hicimos fue introducirla despacio en el recipiente con agua y observamos que se iba introduciendo el agua en la lata pero muy poca cantidad.

En la segunda prueba hicimos lo mismo pero introducimos la lata más deprisa en el agua y percibimos que realmente ascendía más rápido y más cantidad de agua. 

Nosotros creemos que se observa claramente la  2ºLEY DE GAY- LUSSAC 

En resumen, cuando el agua se calienta produce vapor. 

El vapor desaloja parte del aire que hay dentro de la lata, entonces ahora tenemos la lata llena de vapor, hay poco aire. 

Cuando colocas la lata en el agua fría, el vapor se convierte de nuevo en agua.

 El vapor que llenaba la lata ya no está, en su lugar hay vacío.

El volumen de la lata no puede cambiar.

CENTRO DE MASAS Y CENTRO DE GRAVEDAD

CENTRO DE MASAS Y CENTRO DE GRAVEDAD

En todo cuerpo o sistema  existe un punto, llamado centro de masas que se mueve como si en él estuviera concentrada toda la masa del cuerpo o sistema y las fuerzas externas que actúan sobre el cuerpo se aplicaran exclusivamente sobre dicho punto.

El centro de gravedad es el punto donde ejerce su acción la fuerza del peso. 

EJEMPLOS

El centro de gravedad de una lámina circular es el centro del círculo.

El centro de gravedad de una lámina triangular es el baricentro, o punto donde se cortan las medianas.

En una esfera es su centro. 

En un cilindro o en una barra, el centro de gravedad está en el punto medio del eje.

En un cono, el centro de gravedad está sobre la altura y a 1/3 de la base

EQUILIBRIO 

Un cuerpo permanece en equilibrio si la vertical que pasa por el centro de masas cae en la

base de sustentación

Un cuerpo siempre encuentra su estabilidad en la posición de mínima energía de su centro de

masas.

Experimentos:

   1.Lata que sube por un plano inclinado

 2.Tenedores pinchados en un corcho con alfiler que no se caen

3.Tapa de bolígrafo con corcho y contrapeso que flota en el agua y nunca vuelca.

Experiencia 1      Centro de masas

EQUILIBRIO  IMPOSIBLE

Toma una lata vacía de un refresco, échale un poco de agua e intenta dejarla inclinada en equilibrio.

¿Es imposible?....... No, no es imposible, sólo tienes que poner la cantidad de agua necesaria.

  1.Lata que sube por un plano inclinado

• Coloca la lata en posición inclinada. Deberás ir poco a poco añadiendo agua hasta conseguirlo.
• Una vez en esta posición debes imaginar cómo se encuentra el agua en su interior y hacer un dibujo lo más exacto posible
• Puedes utilizar un vaso transparente para ver la cantidad de agua que tiene 
• Cuando tengas el dibujo tendrás que recortarlo y pasarlo al papel
• Lo siguiente será hallar el centro de masa (centro de gravedad) del papel, que se encontrará en un lugar muy parecido en el agua. 
• Para determinar el centro de gravedad, sujeta el cuerpo por uno de sus extremos y de ese punto suspende un hilo con un peso, una plomada. Traza una línea sobre la chapa por donde va el hilo. 
• Repite la operación sujetando el cuerpo por otro de sus extremos y el punto donde se crucen las dos líneas será el centro de gravedad.

EXTRA, EXTRA!!!!

LEY DE HOOKE

LA LEY DE HOOKE      

Comenzaremos con una pequeña definición, la ley de hooke es una ley física afirmada por el físico inglés Robert Hooke;  Esta afirma que el alargamiento experimentado por un cuerpo elástico es directamente proporcional a la fuerza que se le aplica, según la siguiente fórmula:

En otras palabras, para que lo entendáis mejor...

Cuanto más peso tenga el objeto que cuelgues en un cuerpo elástico, más se alargará dicho cuerpo. Este alargamiento (l) sigue una proporción determinada por la constante de cada cuerpo elástico (k).

 1.En el laboratorio...

Tabla de resultados

Gráfica de acuerdo con los resultados 

2.EN LA PRÁCTICA...

-Pasos:

-Datos:

• masa del vaso: 3.03 gr = 0,00303 kg
• masa de todas las canicas 21,13 gr = 0,02113 kg
• media de las diferentes constantes elásticas obtenidas -  4,186 N/m

-Conclusión:

Al ir tomando las medidas cuando íbamos metiendo las canicas en el vaso veíamos que no era proporcional.

Cuando hicimos la tabla y la gráfica ya confirmamos la duda; la constante no se mantenía proporcional a la fuerza aplicada debido diversos motivos:

• Podría haber sufrido una deformación anteriormente y por ello se daba de sí
• Que halla sufrido el límite de elasticidad

Separación de meclas

1.- ENUNCIADO Y DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA.

La empresa AFYQ ha decidido crear un puesto de trabajo para un equipo de investigación que esté formado por tres o cuatro científicos.

Se ha convocado una oferta de empleo en la que los grupos aspirantes deberán someterse a una serie de pruebas que demuestren, más que sus conocimientos, su valía personal y la  meticulosidad en su trabajo. 


PRUEBA 1: separación por imantación

Separar una mezcla heterogénea formada:

•  5g de limaduras de hierro 
• 5g de sal. 

 Pesar ambas sustancias, fotografiar las medidas, mezclarlas, separarlas  y explicar el procedimiento utilizado para ello.

En presencia del encargado que controla la selección de personal volverán a pesar  los dos productos y  se anotarán las diferencias obtenidas. Se debe conseguir que cada uno pese los 5g y que su suma sea de 10g.

 Datos y resultados:

PESO CÁPSULA  DE SAL VACÍA: 72,15 GR
PESO CÁPSULA DE HIERRO VACÍA: 49,67 GR
PESO CÁPSULA CON SAL:85,71 GR -> SAL 13,56 GR
PESO LIMADURA DE HIERRO: 60 GR
PESO MEZCLA: 95,75 GR

PRUEBA 2: separación por decantación

Consiste en mezclar y separar:

•  20cc de agua 
•  20 cc de aceite.

  Es una destilación realizada por el grupo clase.

 Datos y resultados:
 PESO AGUA: 21,86 GR (después de dejar solo el aceite en el embudo)
PESO DE ACEITE: 15,43 GR (sin agua en el embudo)
No llegó a ser la misma cantidad debido a que gran cantidad de aceite se mezcló con el agua y viceversa.

PRUEBA 3: cromatografía


La cromatografía es un método de análisis químico para la separación de los componentes de una mezcla por distribución entre dos fases, una estacionaria y otra móvil, que en un principio se utilizó para separar sustancias coloreadas.

• Averiguar los colores que forman una tinta, o nutrientes de una hoja vegetal, que se les dará para su análisis

Tres papeles de cromatografía

Solución:

1. Hay varios factores de los cuales depende una cromatografía eficaz: la elección del disolvente y la de la fase estacionaria.
2. La acetona sera el disolvente que subirá con mayor velocidad dado que es el mas volátil de los tres

PRUEBA 4: Sulfato de cobre + arena + agua
 

• Mezclar, y después separar, 1g de sulfato de cobre (II), 5g de arena y 10cc de agua.

 

Datos y resultados:

m del vaso vacío- 3,175 gr
mezcla-62,670 gr
arena- 18,160 gr // 10,545 gr
arena + mezcla- 46,640 gr


Solución:
Ha tardado bastante en cristalizar puesto que no se ha hecho de manera natural, pero hemos adelantado el proceso usando el mechero.
El peso final del sulfato cristalizado es de 2,04 gr