Y Ley de Boyle Marriotte
Índice Fenómenos Térmicos _____________________________________________________ 1 Práctica 1. Fenómenos térmicos y magnéticos ______________________________________ 1 Práctica 2. Jugando con la temperatura __________________________________________ 10 Práctica 3. Combinando las temperaturas _________________________________________ 15 Practica 4. Jugando con los gases _______________________________________________ 20 Práctica 5. Juntos cambiamos la temperatura ______________________________________ 27 Práctica 6. El globo térmico ____________________________________________________ 31 Práctica 7. El huevo sube y baja _________________________________________________ 40 Práctica 8. Motor de vapor casero _______________________________________________ 45
Ley de Boyle Marriotte ___________________________________________________ 48 Practica 1 ___________________________________________________________________ 48 Práctica 2: El Globo que cambia ________________________________________________ 52 Práctica 3: Los guantes zombis__________________________________________________ 54 Práctica 4: Comprobando la ley de Boyle-Mariotte en un gas perfecto (ideal) ____________ 56
ANEXOS ______________________________________________________________ 61 Fotografías tomadas en la realización de clases experimentales _______________________ 61
Introducción
La física es una ciencia que se puede trabajar de forma experimental en el proceso enseñanza aprendizaje, fomentando en los estudiantes una enseñanza activa y participativa, favoreciéndoles el desarrollo de habilidades y destrezas, contribuyendo a su motivación, la comprensión de conceptos y al procedimiento de investigación científica.
Por tal razón se utilizaron prácticas de laboratorio como una herramienta de ayuda para el aprendizaje de los estudiantes de III año de Física Matemática en la asignatura Estructura de la materia en el segundo semestre 2018, para así analizar los fenómenos térmicos que ocurren en la naturaleza.
La habilidad de experimentar no se desarrolla a partir de efectuar una sola acción, sino un sistema de acciones, porque requiere de la utilización de técnicas simples de laboratorio y la manipulación de instrumentos o utensilios muy variados, así como de algunas sustancias, en dependencia del fenómeno o proceso que se vaya a reproducir. Esta habilidad incluye, además la aplicación de técnicas sencillas de seguridad, la observación, descripción de resultados y como procedimiento fundamental se incluye la demostración (respecto al cual se harán algunos apuntes posteriormente).
Cabe mencionar que, mediante la aplicación de experimentos sencillos, se logra vincular la parte teórica con la práctica y esto enriquece el proceso de aprendizaje de los educandos y les da pautas para su futuro como docentes de física ó matemática.
Por lo anterior, se presentan las clases experimentales, desarrolladas por los educandos en el trascurso del semestre, lo cual permitió un excelente rendimiento en la asignatura.
Estructura de la Materia – Física Matemática III Año 2019
Fenómenos Térmicos Práctica 1. Fenómenos térmicos y magnéticos Autores:
Galeano Martínez Jara Patricia
Inestroza López Eveling Amelia
I.
González Ruíz Jeffry Yamil
López Maradiaga Nelso Iván
Peralta Montalván Freddy Reynaldo
Introducción
En este informe se dan a conocer los resultados obtenidos de la práctica número 1 de la asignatura Estructura de la materia, en el sexto semestre de la carrera de Física-matemática de la Facultad Regional Multidisciplinaria, Estelí. En la cual se han planteado diferentes tipos de objetivos como: conceptuales, procedimentales y actitudinales, los cuales facilitaron el desempeño de los miembros del equipo para lograr ideas en común acerca de la práctica elaborada. Este se realizó con materiales de bajo costo y que no representan peligro a la integridad física de aquellos que lo intenten elaborar. Para finalizar, se comprobó fenómenos tanto térmicos como magnéticos, donde se puso en práctica los conocimientos previos de asignaturas anteriormente cursadas.
1
Estructura de la Materia – Física Matemática III Año 2019
II.
Objetivos
2.1.
Conceptuales
Identificar qué tipos de fenómenos térmicos u otros se presentaron en la práctica de laboratorio asignada Explicar en qué consiste y como se nombran los fenómenos antes identificados
2.2.
Procedimentales
Desarrollar con los materiales solicitados la práctica de laboratorio Recopilar información para la elaboración de un informe acerca de los resultados de la práctica realizada.
2.3.
Actitudinales
Respetar las distintas interpretaciones de los compañeros Mantener una actitud positiva en la ejecución de la práctica de laboratorio
2
Estructura de la Materia – Física Matemática III Año 2019
III.
Métodos y materiales
En este acápite se hace mención a los materiales empleados y el método de ensamblaje de dicha práctica.
3.1.
Materiales
Péndulo 1) Alambre 2) Trozo de madera 3) Hilo metálico no ferroso (alambre de cobre), este tiene que estar limpio También 1) Un imán 2) Una vela y fósforo 3) Un tornillo 4) Moneda de níquel o resorte de un lapicero algún objeto que contenga níquel y sea atraído por el imán)
3.2.
Método
1) Hacer un agujero en un trozo de madera del diámetro del alambre, para luego introducir el alambre y doblarlo en forma de U para obtener un soporte 2) Coloque el objeto con níquel como un péndulo sujetada por el alambre de cobre de forma que se sujete 3) Colocar una vela abajo para calentar el objeto de níquel (entre más velas se colocan abajo, más rápido sucede el fenómeno) 4) Colocar el imán atrás del alambre 5) Para proteger el imán del calor colocar un tornillo, que quede frente a la vela a la par del imán
3
Estructura de la Materia – Física Matemática III Año 2019
IV.
Resultados
En esta sección se presentan de forma descriptiva los resultados obtenidos de la práctica de laboratorio realizada. Una vez ejecutado el montaje de dicha práctica y acatando las orientaciones facilitadas por el docente Msc. Cliffor Jerry Herrera Castrillo, se visualizaron notoriamente fenómenos tanto térmicos como magnéticos. El primer caso corresponde al fenómeno térmico denominado la trasferencia de calor por conducción, donde al ubicar la flama de la vela en contacto directo con la moneda de níquel, evidentemente aumentó el calor y por ende la temperatura del objeto antes mencionado, debido a que la vela es una fuente térmica con una alta cantidad de calor, la cual cedió a la moneda por estar en la misma trayectoria. A demás la moneda de níquel se rodeó de humo, y se creó una capa negra de la cual se estima que posee una alta concentración de carbono. Siguiendo con el segundo fenómeno que concierne al magnetismo, se percibió que el enlace formado por el imán, el tornillo y la moneda de níquel; se interrumpía después de un prolongado tiempo de exposición a la fuente térmica (vela). Este fenómeno se divisó en muchas ocasiones durante la práctica, y se notó que para este tipo de experimento se deben emplear materiales resistentes al calor y no ferrosos (cobre), debido a que el imán genera un campo magnético que puede provocar variaciones en los resultados al emplear materiales de fácil atracción magnética.
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V.
Discusión de resultados
La información se obtuvo a través de la observación directa, a través de la cual se evidenció todo el proceso y se empleó el método deductivo, en el cual partiendo de observaciones e ideas generales se dedujeron los fenómenos que ocurrieron en la práctica de laboratorio. Algunas de las limitaciones en la ejecución fue la búsqueda de materiales principalmente de la moneda de níquel, debido a que este tipo de moneda es de poca afluencia en la economía nicaragüense, otro caso fue el alambre y el diámetro del agujero, ya que ambas medidas no concordaban y por ende existían variaciones al sujetar la varilla con la mano, por reflejos involuntarios. Por otro lado, al realizar la búsqueda científica del nombre y en qué consistían los fenómenos observados se demostró que eran: la transferencia de calor por conducción, que consiste en ceder calor entre cuerpos de diferentes temperaturas, y la temperatura o punto de Curie, sucede cuando un material magnético pierde esta propiedad al ser expuesto al calor, y en este caso por ser el níquel el elemento químico de la moneda su punto Curie se alcanza a los 360°C.
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VI.
Conclusiones
Con la aplicación de este experimento se puede comprobar la relación entre los fenómenos térmicos y magnéticos La trasferencia de calor por conducción se da cuando dos cuerpos entran en contacto directo y ambos poseen diferentes temperaturas
El punto de Curie tiene una relación con las máquinas térmicas, caso muy clareo en la práctica ya que el exponer la moneda a la flama, después de un momento se desprendía del enlace tornillo-imán; luego al disminuir la temperatura de la moneda nuevamente se unía al tornillo e imán.
Este tipo de ejercicios nos permitió compartir ideas con otros compañeros y salir de nuestra zona de confort. Lo cual es muy beneficioso a nuestra formación docente, dado que en nuestros futuros empleos va ser muy necesario las buenas relaciones sociales
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VII. Cuestionario ¿Qué fenómeno físico ocurren? Se visualizan dos fenómenos físicos, uno relacionado a la termodinámica y el otro al magnetismo, que se nombran transferencia de calor por conducción y punto de Curie, respectivamente. ¿A qué se deben? La trasferencia de calor por conducción se da cuando hay contacto directo entre dos cuerpos a diferentes temperaturas, y el punto de Curie ocurre cuando un objeto metálico pierde sus propiedades magnéticas por el aumento de su temperatura, la cual es recuperada cuando la temperatura del objeto disminuye. ¿Qué pasa con el objeto de níquel? Luego de unos minutos de exposición directa a la fuente térmica de desprendía del enlace tornilloimán. ¿Qué función tiene el tornillo? La función de este material era aislar y evitar daños permanentes en el imán, el cual era de ferrita y que puede ocasionar pérdida prolongada del campo magnético que genera, la otra era por medidas de seguridad y hacer que fuera más notoria la separación del objeto de níquel.
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VIII. Anexos
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Práctica 2. Jugando con la temperatura Autores:
Córdoba Fuente Danny Joel
Peralta Gutiérrez Jackeline Nolaska
Pince Morales Keydin Ivania Ramírez Olivas Belkis Jasmina
Inestroza Pérez Erling Josué
Nombre de la práctica: Jugando con la temperatura. Introducción: En química y física tenemos sin número de transformaciones en la materia como diversos fenómenos que ocurren dentro de los distintos elementos en este caso veremos un poco de lo que es transferencia de calor por conducción. En este fenómeno lo que ocurre es que un elemento u objeto transfiere temperatura a otro que tenga proximidad a él; como ejemplo una varilla sujeta por las puntas a dos bases separadas ya distintas temperaturas ésta transfiere temperatura de una a otra hasta lograr el equilibrio térmico.
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Estructura de la Materia – Física Matemática III Año 2019 Objetivos: Identificar que fenómenos ocurren en el experimento. Verificar si existe una transferencia de calor. Afianzar los conocimientos con una práctica de laboratorio.
Materiales: 1) Una vela
2) cuatro clips
4) una tapadera
5) una tijera
3) un encendedor
6) Cámara de celular
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Estructura de la Materia – Física Matemática III Año 2019 Procedimiento: Paso 1: Desdoblar uno de los clips hasta dejarlo lo más recto posible. Paso 2: Tomar la vela y con la tijera cortarla a la mitad. Paso 3: Pasar el clip desdoblado y atravesarlo por la parte más estrecha de una de las partes de la vela. Paso 4: Tomamos los tres clips restantes y adherirlos con cera al clip que está insertado en la vela. Paso 5: Colocar la otra mitad de la vela en la tapadera. Paso 6: Aproximar ambas velas de manera que queden separadas solamente por la distancia del clip. Paso 7: Encender la vela que no posee clips. Paso 8: Observar lo que sucede y tomar apuntes, con pruebas fotográficas.
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Estructura de la Materia – Física Matemática III Año 2019 Resultados: Al tener el montaje de la práctica listo y seguro, se procedió a dar inicio y en el transcurso de esta observamos de que se da una transferencia de calor por conducción; en este caso fue la varilla (clip desdoblado) el conducto por el cual se transfiere la temperatura al calentarse un extremo, que en un lapso de tiempo se calentaría toda, así mismo pasa su temperatura a los clip adheridos con la cera, ocasionando que esta se derrita y los clips se desprendan.
Discusión de los resultados: Luego de emplear la práctica, en el grupo de trabajo discutimos un poco de lo que pensábamos de lo que iba a pasar antes de elaborar la práctica hasta llegar a la temática la cual fue transferencia de calor mediante conducción.
Al inicio de la práctica también comentábamos e imaginábamos que no iba a suceder nada, pero al pasar algunos minutos pudimos apreciar como la cera con la que estaban adheridos los clips se derritió y por esa razón los clips se desprendieron y fue en este momento que nos dimos cuenta del fenómeno que se estaba presentando. Conclusión: Al finalizar la práctica llegamos a la conclusión de que se identificó un fenómeno físico-químico “transferencia de calor por conducción”; aparte de esto la práctica fue de gran ayuda para recordar el contenido e imaginar de que se trataba, y a su vez obtener nuevos conocimientos de la parte experimental y de la temática muy poco dominada por muchos.
Cuestionario: ¿se identificó algún fenómeno físico o químico en la práctica? Si su respuesta anterior es afirmativa ¿qué fenómeno se presentó? ¿afianzaron sus conocimientos? ¿Qué nuevos conocimientos se obtuvieron?
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ANEXOS
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Práctica 3. Combinando las temperaturas Autores: Gutiérrez Inestroza Josué Ramón Cruz Alvarenga Yader Ariel Tercero Calderón Ramón Eladio Gutiérrez Espinoza Alex Francisco Introducción. En este presente informe estaremos brindando información acerca del experimento brindado por el maestro. Para continuar se estará brindando base teórica del experimento, de los procesos que conlleva cada molécula y cuando interactúan entre sí Para compresión de este experimento cabe destacar que estaremos hablando de la interacción que existen entre fluidos en distinto estados de temperatura y tomar como base las explicaciones científicas para mejorar la compresión de los resultados obtenidos al final de todos los procedimientos requeridos. Según página web, Experimentos Caseros, nos expresa que: La actividad de las moléculas. Cuando están calientes tienen mucho movimiento, se chocan mucho entre ellas y tienen poca densidad, pero, cuando están frías, el movimiento es casi como de pequeños empujones, con lo cual están muy concentradas y tienen muchísima más densidad. (2017) Esto nos da a entender que cuando un fluido esta a temperaturas altas o en estado caliente, sus moleculs tienden a moverse rapidamente, en friccion entre ellas misma provocando calorificacion de la materia que en este caso esta en estado liquido; mientra tando al caso contrario de esta cuando su temperatura es menor o en estado frio, sus moleculas no hacen muchos movimientos, no existen mucha interaccion entre sus particulas haciendolas casi estaticas dependiendo de su estado. Ya aclarado este punto fundamental y que sera de controversia para los que hagan efectivo este experimento, seguiremos con nuestro informe dando el cuerpo completo del experimento y los procesimiento para hacer que el experimento sea entendible y visible para los que tengan la curiosidad de visualisarlo. 15
Estructura de la Materia – Física Matemática III Año 2019
Tema: Equilibrio térmico
Objetivos. Objetivo conceptual. Comprender el comportamiento de las moléculas del agua caliente y agua fría cuando se mezclan en agua ambiente. Objetivos procedimentales. Proyectar el concepto de los fluidos en distinto estado de temperatura mediante un pequeño experimento, demostrando los valores, actitudes y destreza en cada procedimiento. Objetivos actitudinales. Compartir con los compañeros de clase lo aprendido de este experimento, mostrando actitudes de satisfacción.
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Estructura de la Materia – Física Matemática III Año 2019
Métodos y materiales. Materiales. Agua caliente, agua fría. 2 vasos. Recipiente de vidrio hondo. 2 colorantes de diferentes colores. Procedimientos. 1. Para este experimento recurriremos a tomar os 2 vasos y llenarlos de agua caliente de uno y de agua fría en el otro de la misma proporción.
2. Siguiente paso es teñir el agua de cada uno de los vasos con diferente color. Esto sirve para diferenciar cual es el agua caliente y el agua fría.
3. A continuación, Procederemos a tomar el recipiente de vidrio con agua ambiente y echar al mismo tiempo, los dos líquidos a la vez.
Cuando hayamos echado toda el agua al recipiente solo toca esperar un tiempo a ver qué ocurre.
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Estructura de la Materia – Física Matemática III Año 2019
Resultados. Al iniciar con la experimentación fue como una prueba para poder ver qué ocurre con las aguas y las reacciones que se obtendrían al momento de mezclarlos al del agua ambiente. En una primera instancia el grupo de trabajo constato a simple vista que no ocurría nada, pero al poco tiempo logramos ver un cambio de moléculas en el agua, ya que lo que contenía el agua caliente, se vertía para arriba y dejando el resto de líquido abajo del recipiente. También vinos los resultados de los distintos estados de temperatura de cada vaso de agua, que uno era más denso por tener temperaturas bajas de calor y la otra menos densas por su alta temperatura
Discusión de resultados. De acuerdo a lo observado durante el experimento se ha podido constatar que las sustancias cambian su comportamiento molecular al sometérseles a diferentes temperaturas. La transferencia de energía se según la primera ley de la termodinámica se da desde el objeto más frío al más caliente, así que lo que sucedió al depositar aguas a diferentes temperaturas en un mismo recipiente es que la energía interna del sistema se equilibra. Tal energía es transferida a los átomos de las sustancias más frías o con menor energía. En otras palabras, lo que ocurre es que se llega a un equilibrio térmico. Conclusión
En un fluido, aunque el movimiento de sus átomos es intermedio y existe una fuerza de cohesión, siempre se verá influenciado por el cambio temperatura que experimente. El calor que se le suministra provoca que los átomos de la sustancia varíen su energía interna. Sin embargo, aunque existan diferencias de temperaturas, al ponerse en contacto se llega al equilibrio térmico. Se demuestra que cuando un cuerpo A esta en equilibrio térmico con otros dos cuerpos B y C, estos entran igualmente en equilibrio térmico entre sí.
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Estructura de la Materia – Física Matemática III Año 2019
Cuestionario 1. ¿Qué es temperatura? 2. ¿Qué es calor? 3. ¿Qué es equilibrio térmico? 4. ¿Qué condiciones se deben tomar para que exista equilibrio térmico?
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Estructura de la Materia – Física Matemática III Año 2019
Practica 4. Jugando con los gases Autores:
Corrales Ochoa Danny Alexan
Cruz López Samantha Lucía
Miller Sáenz Ana Cristina
Ruiz Benavidez Derwin René
Introducción Mediante el presente informe, se pretende analizar un fenómeno térmico evidenciado mediante la práctica de laboratorio realizada sobre la dilatación y compresión de un gas; en el que se presentan los materiales y métodos utilizados, resultados obtenidos y las conclusiones a las que éstos inducen. Si se considera un gas encerrado en un recipiente, en el que se pueda expandir libremente, este aumenta su volumen al someterle calor. Ya que sabemos que todos los gases se dilatan o comprimen con la temperatura en mucha mayor proporción que los sólidos o líquidos. (Grupo Océano, p. 859) El efecto de la dilatación en los gases es el más evidente de todos. Los gases varían de forma clara su volumen tanto con la temperatura como con la presión debido a que las fuerzas de cohesión entre las partículas son más débiles. (Fernández, 2013) Los experimentos de dilatación están ligados a la fabricación de los globos aerostáticos, en Francia en el siglo XIX el científico Francés Gay-Lussac compaginó sus estudios en el laboratorio con arriesgadas ascensiones en globo. Por lo que se considera de gran importancia el estudio de éste tipo de fenómenos que ocurren con frecuencia en la naturaleza y los que su implementación en la industria va aumentando.
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Estructura de la Materia – Física Matemática III Año 2019
Objetivos 2.1 Conceptuales Definir en qué consiste el fenómeno térmico de compresión y dilatación volumétrica de los gases. 2.2 Procedimentales Explicar el procedimiento para la realización de una práctica de laboratorio en la que se evidencia un fenómeno térmico. Registrar los resultados que se obtienen de la práctica de laboratorio. Analizar los resultados de la práctica de laboratorio. 2.3 Actitudinales Compartir los aprendizajes obtenidos durante la realización de la práctica de laboratorio. Fomentar la cooperación en los trabajos de equipo.
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Métodos y materiales En nuestra práctica de laboratorio con la cual se evidencia un fenómeno térmico se hace uso de los siguientes materiales: 1 globo 1 botella de vidrio Hielo en trozos 1 candela Fósforos 1 recipiente redondo
Los métodos a utilizar y el procedimiento para su montaje se muestra a continuación: 1. Verificar que la botella esté limpia y proceder a insertar el globo en la punta de la botella
2. Colocar la botella en centro del recipiente.
3. Colocar alrededor de la base de la botella los trozos de hielo, hasta rellenar el recipiente.
6. Extraer la botella y secarla bien.
5. 0bservar y tomar nota de lo que pasa.
4. Dejarlo entre dos a tres minutos.
7.Enceder la candela y ubicarla debajo de la base de la botella, manteniéndola por cinco minutos.
8. Observar y anotar lo que sucede.
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Estructura de la Materia – Física Matemática III Año 2019
Resultados
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Estructura de la Materia – Física Matemática III Año 2019
Discusión de los resultados Mediante la observación realizada, se evidenció que al colocar hielo alrededor de la botella por dos minutos, se disminuyó el volumen el aire que estaba dentro de la misma, como se refleja en la ilustración 1. Mientras que cuando se colocó la candela encendida debajo de la base de la botella en un periodo de tres minutos, se infla el globo y donde solo la base se calienta y el resto de la botella se mantiene frio. Al retirar la candela de la botella, mantiene su volumen hasta que se le quita el globo, como se muestra en la ilustración 3.
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Estructura de la Materia – Física Matemática III Año 2019
Conclusiones Durante la realización del experimento se pudo observar que al colocarle hielo debajo de la botella disminuyó su volumen, esto se debe a que un gas, como es el aire, al ser sometido a bajas temperaturas, se comprime. Y al someterlo a temperaturas altas, el gas se aumenta o expande, lo que se conoce como dilatación volumétrica de un gas a presión constante. El volumen del gas se mantiene hasta retirarle el globo, ya que este adopta la forma del recipiente que lo contiene y sus partículas se han expandido. En síntesis, se logró evidenciar un fenómeno térmico como es la dilatación volumétrica de un gas, el cual depende de la temperatura a la que éste es sometido en éste caso.
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Cuestionario 1. ¿Qué ocurre con el globo cuando se coloca hielo alrededor de la botella?
Se comprime el globo
2. ¿A qué se debe esto?
Que al someter el aire dentro de la botella a bajas temperaturas, éste comprime.
3. ¿Qué ocurre cuando se coloca la candela encendida debajo de la botella?
El globo se infla al pasar los minutos.
4. ¿Por qué ocurre esto?
Porque al someter el aire dentro de la botella a temperaturas altas, éste aumenta su volumen, expandiéndose por las paredes del recipiente y el globo.
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Estructura de la Materia – Física Matemática III Año 2019
Práctica 5. Juntos cambiamos la temperatura Autores:
Nombre de la
práctica:
Juntos
Obregón Obregón Osmary Elena
Ordoñez Moreno Deyling Elieth
Martínez Benavidez Aura Alina
cambiando de
temperatura Objetivos
Diseñar una práctica de laboratorio utilizando materiales del medio.
Manipular los materiales con los que se realizará la práctica de laboratorio.
Observar los cambios que ocurren en el transcurso de la práctica de laboratorio.
Deducir la temática Dilatación térmica en la realización de la práctica de laboratorio.
Tema a abordar: Dilatación térmica
Fundamentación teórica: La dilatación térmica se refiere a un aumento de longitud, área y volumen que sufre un objeto debido al aumento de temperatura. En los sólidos las moléculas tienen una posición fija y al aplicarles calor, se producirá un aumento en el movimiento de vibración en éstas moléculas. Algunos materiales aumentan o disminuyen de tamaño cuando se varía la temperatura otros sin embargo mantienen sus dimensiones con la temperatura. Instrumentos a utilizar:
1 vela
1 caja de fósforo
Recipiente con agua fría 27
Estructura de la Materia – Física Matemática III Año 2019
Pinzas
2 argollas del mismo tamaño ( si no dos monedas del mismo tamaño)
Un recipiente sellado (puede ser una lata sellada con un orificio del tamaño exacto de las argollas o monedas.
Medidas de seguridad:
Al realizar el orificio de la lata, tener cuidado de una lesión o corte en las manos.
Usar guantes protectores durante la práctica.
Utilizar la navaja o cualquier otro material corto punzante con precaución y mantenerlo fuera del alcance de los niños.
Si sufre de discapacidad visual o física y no puede realizar la práctica, busque ayuda de una persona capacitada.
Tener precaución a la hora de encender la vela y no dejarla al alcance de los niños.
Mantener los fósforos y vela en un lugar seco.
No tocar con la mano libre la llama fe la vela y tan poco la moneda caliente, para poder evitar accidentes.
Procedimientos:
1. Introducir la argolla o moneda al recipiente para verificar que esté entra perfectamente (asegurarse que la rendija del recipiente tenga las medidas correctas: 2cm de largo por 0.3 cm de ancho) 2. Encender la vela y con ayuda fe pinzas sujetar la moneda y calentarla. 3. Introducir nuevamente al recipiente con la abertura para la moneda. 4. Colocar la segunda moneda en un recipiente con agua fría con una duración de 5 minutos; luego introducir la moneda a la abertura de la lata. 28
Estructura de la Materia – Física Matemática III Año 2019 5. Por último, observar los cambios que ocurren.
Propuesta de preguntas de reflexión.
1. Analice los sucesos que ocurren en el experimento 2. ¿Qué observaron al momento de experimentar la moneda caliente y fría, al momento de introducirla al recipiente con la abertura de la moneda? 3. ¿Cuál es la diferencia entre la moneda caliente y fría, al momento de la experimentación?
Conclusión Se llegó a la conclusión de que al calentar la moneda aumenta su volumen por lo tanto el experimento consiste en una dilatación térmica ya que la moneda sufre un aumento de temperatura cuando se calienta y cuando se somete a agua fría su volumen interno disminuye. Entonces al momento de introducir las monedas al recipiente se observa que la moneda caliente no puede entrar fácilmente; mientras que la moneda fría entra con más facilidad. Eso ocurre por lo que se plantea al inicio de que la moneda caliente y fría sufre cambios en el volumen.
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Estructura de la Materia – Física Matemática III Año 2019 Anexos
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Estructura de la Materia – Física Matemática III Año 2019
Práctica 6. El globo térmico Autores:
Vásquez Blandón Engel Antonio
Hernández González Eveling del Carmen
Coronado Chavarría Telvin Julissa
Talavera Sánchez Marco Antonio
Introducción. En el presente trabajo, se encuentra información acerca de la primera ley de la termodinámica o también conocida como principio de conservación de energía que establece que "La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma"; cuando se realiza un trabajo sobre un sistema o bien este intercambio de calor con otro, la energía interna cambiara. A su vez con el fin de conocer, la calorimetría que es una rama de la termodinámica (termología) que estudia la medida del de calor de los cuerpos por lo cual con este experimento llamado "globo térmico" el cual comprueba que todos los cálculos de la calorimetría se fundamenta en los siguientes principios: Cuando se ponen en contacto dos cuerpos a temperatura distinta el más caliente cede el calor al frio hasta que ambos quedan a una temperatura intermedia de las que tenían al principio. El calor ganado por un cuerpo es exactamente igual al cedido por el otro. Por
otra
temperatura
parte y
el
calor
hacemos son
temas
énfasis
en ineludibles
que de
nuestras
la vidas.
La temperatura está presente en todo nuestro planeta, y se requiere de ciertas herramientas de la ciencia para poder cuantificarla. La temperatura carece de dimensiones físicas, no hay forma de medirla directamente; por tal motivo, solo se puede medir por sus efectos y utilizando una escala reconocida 31
Estructura de la Materia – Física Matemática III Año 2019 .Por
su parte
el
que
experimenta
calor un
no
tiene
cuerpo ante
forma otro
ni de
volumen, temperatura
es la más
sensación elevada, el
calor es una forma de energía capaz de elevar la temperatura, incluso, dilatar, fundir, vaporizar e incluso descomponer una sustancia (Hector, 2014). Objetivos. 1. conceptuales
Conocer a través del experimento "El globo térmico" la definición de temperatura, calor, calor específico y calor latente haciendo énfasis en la primera ley de la termodinámica que establece el principio de calorimetría.
2. Procedimentales
Experimentar mediante el "globo térmico" el principio de calorimetría, calor específico y calor latente.
Valorar los conocimientos adquiridos mediante la experimentación, la observación y la práctica a través del globo térmico.
3. Actitudinales
Trabajar en colectivo con los compañeros de grupo.
Compartir aprendizajes obtenidos durante la realización del experimento
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Estructura de la Materia – Física Matemática III Año 2019 Métodos y Materiales.
Procedimientos
Agua Tierra Una vela
Paso #1
Llenar el primer globo de aire, luego con ayuda del embudo llenar el segundo de tierra y el tercero con agua.
Paso #2
Con ayuda del marcador escribir en los globos cual es de aire, tierra y agua para evitar confusión.
Paso #3
Con los fósforo encender la vela.
Paso #4
Una vez encendida la vela acercar uno por uno cada globo. Tomar tiempo que tarda en estallar cada globo.
Una caja de fósforo Tres globos Un embudo Un marcador
Paso #5
Observar que ocurre, tomar anotaciones y contestar las siguientes interrogantes.
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Estructura de la Materia – Física Matemática III Año 2019
¿Qué globo exploto primero? Paso #6
¿Qué globo exploto de ultimo? ¿Por qué? ¿A qué se debe esto?
Resultados En los resultados obtenidos a través de la práctica de laboratorio realizada en el aula de clases se pudo observar que el calor específico de las sustancias que contienen es diferente en cada globo. El calor específico es la capacidad térmica específica o capacidad calórica específica a la cantidad de calor que una sustancia o sistema termodinámico es capaz de absorber antes de incrementar su temperatura en una unidad. Lo que podemos decir que el calor específico mide la cantidad de calor necesaria para producir esa variación de la temperatura en unidad. (Enciclopedia de conceptos , 2019) Lo que a su vez tienen cierta influencia es estado físico de las sustancias (agua), gases (oxigeno) y materia (tierra) cada uno de ellos poseen una particular estructura molecular que incide en la transmisión del calor dentro del sistema de partículas. El globo que exploto primero es el que contenía aire (O2) esto debido a que la presión reduce el volumen del aire (mayor presión menor calor específico y menor presión mayor calor específico) debido a que es comprensible, ya que una de las características principales de los gases es su nivel de comprensibilidad, es fácil lo que permite una explosión rápidamente al descomprimirse, aumenta su volumen y rápidamente provoca una onda de sonido. El globo que contenía tierra tuvo un poco más de durabilidad que el globo que tenía aire es debido a la variación del calor especifico que se produce en los sólidos ya que en estos puede variar y también a su nivel de comprensibilidad que son muy difíciles de comprender. Luego colocamos el globo que contenía agua y este tardo más de
lo normal (duro 34
Estructura de la Materia – Física Matemática III Año 2019 más que todos en explotar) esto debido a que la sustancia del agua es diferente ya que no es comprensible y por tanto aun que el agua del interior está a presión su volumen no disminuye por que como mencionamos anteriormente a mayor presión menor calor especifico lo cual podemos establecer que este fenómeno tiene como nombre calor latente debido a que el calor latente es la energía requerida por una cantidad de sustancia para cambiar de fase, de sólido a líquido (calor de fusión) o de líquido a gaseoso (calor de vaporización).Se debe tener en cuenta que esta energía en forma de calor se invierte para el cambio de fase y no para un aumento de la temperatura, en consecuencia cuando el globo se rompe, no aumenta su volumen y el agua se derrama de golpe y no provoca ninguna onda de presión en el aire por que no se expande. Discusión de resultados. Grafico #1: muestra el calor específico de las sustancias
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Estructura de la Materia – Física Matemática III Año 2019 Tabla #1: tiempo en que tarda en explotar cada globo SUSTANCIA
CALOR ESPECÌFICO
TIEMPO
AGUA
1000
21 segundos
AIRE
0,037
3 segundos
TIERRA
800
11 segundos
Conclusión De acuerdo con lo investigado del tema y la realización del experimento se puede concluir que: De acuerdo con el experimento del globo térmico. El globo que contiene el agua tuvo mayor durabilidad ya que este transmite calor y hará que se mantenga una
temperatura
constante
hasta
el proceso
de
evaporación,
este
globo va tomando un color más oscuro debido a esto, pero no permite que explote rápidamente, lo cual se presenta el fenómeno que tiene como nombre calor de vaporización, también hay un cambio en la energía interna dado por la diferencia del calor
de
la vela
y
el
trabajo
que
el
agua
hace
al
levantar
el
globo contra la presión atmosférica, sin embargo los otros debido a su calor específico y a la estructura molecular del estado físico de la materia que contienen explotan rápidamente, en donde también tiene incidencia la presión atmosférica.
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Estructura de la Materia – Física Matemática III Año 2019 Cuestionario. 1. ¿Qué globo exploto primero? El globo que exploto primero fue el que contenía la sustancia gaseosa (aire) debido a que la presión reduce el volumen del aire debido a que es comprensible, ya que una de las características principales de los gases es un nivel de comprensibilidad es fácil lo que permite una explosión rápidamente al descomprimirse y aumenta su volumen y rápidamente provoca una onda de sonido. 2. ¿Cuál de último? El globo que contenía agua debido a que la sustancia del agua es diferente ya que no es comprensible y por tanto aun que el agua del interior está a presión su volumen no disminuye y en consecuencia cuando el globo se rompe, no aumenta su volumen y el agua se derrama de golpe y no provoca ninguna onda de presión en el aire por que no se expande
Bibliografía Bibliografía Enciclopedia de conceptos. (16 de Febrero de 2019). Obtenido de Calor especifico : https://concepto.de/calor-especifico/
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Estructura de la Materia – Física Matemática III Año 2019 ANEXOS Materiales
PROCESO
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Estructura de la Materia – Física Matemática III Año 2019
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Estructura de la Materia – Física Matemática III Año 2019
Práctica 7. El huevo sube y baja Autores:
Espinoza Palacio Keyling Yuniet.
Galo Ayestas Lenin Uriel.
González Martínez Meysi Marianela.
Suarez Sevilla Kenia Maritza.
Introducción. En la presente práctica experimental que se llevó a cabo se observó los diferentes fenómenos térmicos que se producen mediante el cambio de calor o temperatura a una indeterminada sustancia. Cabe señalar que dichas prácticas son parte fundamental para el estudio de indeterminado tema para así tener un mejor alcance de aprendizaje para con nuestros estudiante. Es necesario hacer uso de estas, dado que son parte fundamental en la relación de teóricopráctico del tema que vallamos a impartir, donde el estudiante asimila de una mejor manera el estudio del contenido, apropiándose y poniendo en prácticas sus conocimientos lo que lo inducen a interactuar y a relacionarlos con posibles situaciones de su entorno. Objetivos. Conceptuales: • Analizar los fenómenos térmicos que se producen durante la práctica experimental identificando sus características. Procedimentales: • Aplicar intuitivamente la realización de la práctica experimental como tal. • Observar el fenómeno que se produce en dicha práctica.
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Estructura de la Materia – Física Matemática III Año 2019 Actitudinales: • Valorar la importancia de la aplicación de las prácticas experimentales en el estudio de determinado contenido Métodos y materiales Materiales: • 2 recipientes, uno con agua fría y otro con agua caliente previamente. • 1 huevo cocido. • Un frasco del diámetro del huevo. (Preferiblemente de cristal).
Procedimientos: • Le quitamos el cascaron al huevo.
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Estructura de la Materia – Física Matemática III Año 2019 • Colocamos los dos recipiente, en una superficie plana (uno con agua caliente y el otro con agua fría (con hielo) uno a la par del otro. • Colocamos el huevo en el frasco de su igual diámetro.
Ubicamos nuestro frasco con el huevo en el centro del recipiente con el agua fría. ¿Qué observamos?.
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Estructura de la Materia – Física Matemática III Año 2019
Ahora colocamos el frasco con el huevo en el otro recipiente con agua caliente, siempre en el centro del recipiente ¿ qué observaste?.
Resultados En la práctica que se realizó, pudimos observar que al exponer el huevo en el frasco de su mismo diámetro en el agua fría este por consiguiente iba bajando. Cuando este era sometido a el agua caliente por ende este se subía , como de manera que alguna fuerza lo empujara hacia arriba de manera paulatinamente, volvía a la posición inicial.
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Estructura de la Materia – Física Matemática III Año 2019 Discusión de los resultados. Esto sucede debido a la dilatación térmica que cuando un cuerpo se calienta en este caso el frasco los átomos que lo componen vibran debido a la energía calorífica que estos reciben y por ende aumentan el tamaño es decir se dilatan. La dilatación es un efecto natural muy conocido y ocurre en dimensiones de los cuerpos aumentan en presencia de la elevación de la temperatura. Lo curioso de la dilatación es que cuando este fenómeno ocurre, después de cierto tiempo y que la temperatura vuelve a su estado original o normal, todo cuerpo vuelve a su posición inicial. Conclusión En conclusión podremos decir que fueron de mucha importancia las practicas experimentales y realizarlas y poder ver los fenómenos que en su momento de producían, para poder ir distinguirlos. Algo muy bueno fue que cada una de las prácticas fuesen diferentes y dado que un futuro como docentes las tomemos en cuenta al momento de evaluar un contenido para su fácil comprensión; la práctica siempre ira de la mano con la parte teórica del contenido que vallamos a impartir.
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Estructura de la Materia – Física Matemática III Año 2019
Práctica 8. Motor de vapor casero Autora:
Espinoza Rivas Dayana María
OBJETIVO Conocer mediante un experimento la primera ley de la Termodinámica, utilizando materiales reciclados. FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA La primera ley de la termodinámica relaciona el trabajo y el calor transferido intercambiado en un sistema a través de una nueva variable termodinámica, la energía interna. Dicha energía ni se crea ni se destruye, sólo se transforma. La energía interna de un sistema es una caracterización macroscópica de la energía microscópica de todas las partículas que lo componen. Un sistema está formado por gran cantidad de partículas en movimiento. Cada una de ellas posee:
energía cinética, por el hecho de encontrarse a una determinada velocidad
energía potencial gravitatoria, por el hecho de encontrarse en determinadas posiciones unas respecto de otras
energía potencial elástica, por el hecho vibrar en el interior del sistema
Existen, además, otros tipos de energía asociadas a las partículas microscópicas tales como la energía química o la nuclear. En definitiva, en el interior de un sistema conviven distintos tipos de energía, asociadas a las partículas microscópicas que los componen y que forman su energía interna. En termodinámica la energía interna de un sistema (U) es una variable de estado. Representa la suma de todas las energías de las partículas microscópicas que componen el sistema. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el julio (J).
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Estructura de la Materia – Física Matemática III Año 2019 Observa que el valor de U es la suma de todas las energías del interior del sistema, por lo que no se incluye ni la energía cinética global ni la energía potencial gravitatoria global ni la energía potencial elástica global del mismo. INSTRUMENTOS (MATERIALES) 1 lata de jugo sellada y otra abierta 1 lata de atún Agua 1 Jeringa Silicón Alcohol 100% puro Algodón Fósforos 4 Clavos Trozos de cable de cobre Trozo de madera Tijeras Martillo MEDIDAS DE PRECAUCIÓN
Evitar derramar el alcohol
No acercarse mucho a la flama de alcohol
PROCEDIMIENTO 1. Hacer un pequeño agujero a la lata sellada y verter el contenido en un vaso 2. Poner un poco de agua con la jeringa en la lata 3. En el trozo de madera atornillar o clavar los 4 clavos para sostener la lata 4. Cortar un círculo del tamaño que desee con el material de la otra lata y formar una elipse. 5. Colocar la elipse en un trozo de alambre de cobre y hacer y hacer dos bastoncitos, sujetados a la madera, sujetada con silicón 6. Colocar algodón en la lata de atún 46
Estructura de la Materia – Física Matemática III Año 2019 7. Montar un motor de vapor en la base de madera 8. Una vez todo listo colocar el alcohol en el algodón y proceder a encenderlo, colocándolo abajo del montaje.
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Estructura de la Materia – Física Matemática III Año 2019
Ley de Boyle Marriotte Practica 1 Autor: Cruz Alvarenga Yader Ariel I.
Objetivos
1.1 Objetivos procedimentales a. Demostrar cómo la ley de Boyle influye en un tazón de agua y una botella con una chimbomba. b. Indagar a cerca de los pasos a seguir para hacer el experimento demostrando así la ley de Boyle. c. Preparar materiales necesarios para la experimentación de la ley de Boyle.
1.2
Objetivos actitudinales a. Valorar la importancia que tiene la ley de Boyle para nuestra vida cotidiana y como sacarle provecho a la naturaleza de la física.
INTRODUCCION En la presente guía experimental se estará abordando una temática relacionada con las áreas de física y matemática. Sin embargo, su esencia es afín a las ciencias físicas. El documento consta de las siguientes partes: Introducción, materiales, normas de seguridad, procedimientos, evaluación de los aprendizajes, resultados, análisis y discusión de resultados, conclusiones y trabajos citados. El experimento está basado en la construcción experimental para la demostración de la ley de Boyle y aprender como a lo teórico podemos presenciarlo de forma física y dar mejor entendimiento a lo que vemos día a día en nuestro alrededor. Los siguiente que aremos es dar las parte teóricas que se fundamenta en el experimento que se estará realizando y explicando muchos puntos importantes que se debe de tomar en los experimentos diferentes a los que se refiere la ley misma. La ley de Boyle-Mariotte, o ley de Boyle, formulada independientemente por el físico y químico británico Robert Boyle (1662) y el físico y botánico francés Edme Mariotte (1676),
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Estructura de la Materia – Física Matemática III Año 2019 es una de las leyes de los gases que relaciona el volumen y la presión de una cierta cantidad de gas mantenida a temperatura constante. Dicha ley dice que: La presión ejercida por una fuerza química es inversamente proporcional a la masa gaseosa, siempre y cuando su temperatura se mantenga constante (si el volumen aumenta la presión disminuye, y si la presión aumenta el volumen disminuye). o en términos más sencillos: A temperatura constante, el volumen de una masa fija de gas es inversamente proporcional a la presión que este ejerce. Matemáticamente se puede expresar así: PV=k MATERIALES
Materiales: 1. Botella de agua vacía. 2. Recipiente 3. Agua 4. Una chimbomba 5. Un cuchillo
NORMAS DE SEGURIDAD 1. Usar adecuadamente el cuchillo para no provoca un incidente en el proceso de la experimentación. 2. Mantener equipo de experimentación alejado de tomas corriente o dispositivo que contenga energía eléctrica. 3. Tener cuidado con las orillas de la botella cortadas.
PROCEDIMIENTOS 1. Se empieza cortando la base de la botella de la parte de abajo. 2. Se llena el recipiente de agua (no importa la temperatura del agua).
49
Estructura de la Materia – Física Matemática III Año 2019 3. Colocar la chimbomba en la parte de la apertura de la botella cortada.
4. Por último, colocar la botella cortada en cima del recipiente contenida de agua para presenciar el resultado del experimento.
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Estructura de la Materia – Física Matemática III Año 2019
Evaluación de los aprendizajes Se puede constatar que el experimento es muy sencillo de realizar y de importancia pata la comprensión de la ley.
Resultados Como se puede ver al momento de montar la botella cortada al recipiente de agua se pudo ver que la chimbomba agarro aire, esto debido a la ley de Boyle que entre menos volumen de la botella ay más presión y como resultado tenemos la chimbomba con aire.
Análisis y discusión de los resultados. ¿Qué ocurre cuando colocamos la botella en el recipiente de agua? ¿Por qué la chimbomba se infla al momento que la botella está en el recipiente?
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Estructura de la Materia – Física Matemática III Año 2019
Práctica 2: El Globo que cambia Autora: Coronado Chavarría Telvin Julissa Objetivos
Confirmar de manera experimental la ley de Boyle.
Tema para abordar.
Ley de Boyle
Fundamentación Teoría Los átomos y moléculas, en el estado gaseoso, se comportan como centros puntuales de masa que sólo en el rango de las altas presiones y bajas temperaturas son afectadas por las fuerzas atractivas. Fuera de estos límites, las propiedades físicas de un gas se deben principalmente al movimiento independiente de sus moléculas. Si se considera a un gas contenido en un recipiente, la presión que éste ejerce es la fuerza por unidad de área sobre las paredes debida a los impactos elásticos de las moléculas. Robert Boyle descubrió en 1662 la relación matemática entre la presión y el volumen de una cantidad fija de gas a temperatura constante. Según la ley de Boyle, el volumen de una masa dada de gas varía en forma inversamente proporcional a la presión cuando la temperatura se mantiene en un valor fijo. La expresión matemática de la ley se escribe: P x V=k
(proceso isotérmico)
La magnitud de la constante k es función de la cantidad química de gas y de la temperatura. Para dos estados diferentes 1 y 2, la ley implica: P1V1 = P2 V2 Es decir, si se explora el comportamiento físico de un gas de acuerdo con la ley de Boyle y asumiendo comportamiento ideal, se puede concluir que, a temperatura constante: 52
Estructura de la Materia – Física Matemática III Año 2019 Instrumentos para utilizar Botella cortada Globo Recipiente Procedimiento. 1. Llenar el recipiente con agua no importa la temperatura 2. Se corta en dos la botella 3. Se pone el globo en la boca de la botella. 4. Se pone la botella con el globo en el recipiente con agua.
Conteste después de realizar el experimento. 1. ¿Qué sucede cuando colocamos en la botella y el globo en el recipiente? 2. ¿Qué sucede al sacer la botella? 3. ¿el globo se hincha? ¿porque sucede?
Comprobando lo aprendido se demostró que a temperatura constante si el volumen disminuye la temperatura subirá
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Estructura de la Materia – Física Matemática III Año 2019
Práctica 3: Los guantes zombis Autora:
Miller Sáenz Ana Cristina
Ley de Boyle Morriotte. Nombre del experimento: Los guantes zombis Objetivo:
Establecer la relación que existe entre el volumen de un gas y la presión a la que está sujeto, utilizando materiales del medio.
Evitar uso de sustancias toxicas, para elaborar prácticas de laboratorio.
Materiales:
Dos botellas de un litro.
Dos guantes plásticos.
Una recipiente contenedor de agua
Tres a cuatro litros de agua
Tijera
Cinta adhesiva
Medidas de seguridad:
Uso adecuado del material para no tener ningún accidente.
Desarrollo: Teniendo el material como se muestra en la figura hacemos lo siguiente: 1. Primeramente llenamos el recipiente con agua 2. De manera cuidadosa, cortamos la parte baja de la botella como se muestra en la figura nº 2
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Estructura de la Materia – Física Matemática III Año 2019
3. Toamos
los
guantes platicos y los
introducimos en la
parte superior de la botella y la aseguramos con cinta adhesiva alrededor de la orilla del guante, para que no salga ni dentro aire, en ambas botellas.
4. Procedemos a colocar las botellas ya con los guantes dentro del recipiente con agua y vemos como la presión del agua hace que el aire suba y de volumen a los guantes.
5. Analizar
lo
observado
en
el
procedimiento.
Conteste las siguientes interrogantes: 1. ¿Qué pudo observar y que le dio a entender? 2. ¿Qué sucedió al introducir las botellas al recipiente? 3. ¿Cree que se cumple la ley antes mencionada en el experimento?
Evaluación. a. Investigue otras maneras de demostrar la ley de Boyle- Morriotte
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Estructura de la Materia – Física Matemática III Año 2019
Práctica 4: Comprobando la ley de Boyle-Mariotte en un gas perfecto (ideal) Autor:
González Ruiz Jeffry Yamil
Objetivos: Construcción de un prototipo experimental sobre la ley de Boyle-Mariotte Determinar la presión final dentro del sistema. Demostrar experimental y matemática el enunciado de la ley de Boyle-Mariotte. Tema: La ley de Boyle-Mariotte Fundamentación teórica Ley de Boyle-Mariotte enuncia que: La presión ejercida por una fuerza física es inversamente proporcional al volumen de una masa gaseosa, siempre y cuando su temperatura se mantenga de manera constante. La presión es la relación que hay entre la fuerza ejercida por un cuerpo y la superficie sobre la que esta se aplica, por otro lado; el volumen nos refiere al espacio que ocupa un cuerpo. Materiales necesarios Jeringa de 60 ml ó CC Dos bases de madera de 14 cm x 8cm Tres tornillos para madera de 2 pulgadas Un destornillador Un trozo de 1cm x 1cm de hule Dos bridas plásticas Cuerpo con masa mayor a 1 kg Una regla
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Estructura de la Materia – Física Matemática III Año 2019 Montaje 1) Colocar las dos bases de madera de manera perpendicular y unirlas con ayuda del destornillador y los tornillos para madera de 2 pulgadas. 2) Luego tomar la jeringa de 60 ml y asegurarla a una de las bases con las dos bridas plásticas 3) Colocar el hule en el agujero más pequeño de la jeringa, para evitar el escape del gas. Procedimiento del experimento 1) Llenar de aire la jeringa hasta que indique los 60 ml. 2) Ahorra colocar el cuerpo con masa mayor a 1 kg en la parte superior de émbolo de la jeringa. 3) Observar la medida de nuevo volumen (V2).
4) Medir con la regla el diámetro y la altura de la jeringa hasta los 60 ml.
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Estructura de la Materia – FĂsica MatemĂĄtica III AĂąo 2019
5) Calcular la presiĂłn final en la jeringa , a travĂŠs de las siguientes ecuaciones:
đ?‘ˇđ?&#x;? =
đ?‘đ?’–đ?’†đ?’“đ?’›đ?’‚ đ?‘¨đ?‘Şđ?’Šđ?’?đ?’Šđ?’?đ?’…đ?’“đ?’?
Donde
đ?‘ = đ?’Ž. đ?’ˆ
AdemĂĄs el ĂĄrea del cilindro es: đ?‘¨đ?‘Şđ?’Šđ?’?đ?’Šđ?’?đ?’…đ?’“đ?’? = đ?‘¨đ?’?đ?’‚đ?’•đ?’†đ?’“đ?’‚đ?’? + đ?&#x;?(đ?‘¨đ?’…đ?’† đ?’?đ?’‚ đ?’ƒđ?’‚đ?’”đ?’† ) đ??ˇđ?‘œđ?‘›đ?‘‘đ?‘’:
đ?‘¨đ?’?đ?’‚đ?’•đ?’†đ?’“đ?’‚đ?’?= đ?&#x;?. đ?›‘. đ??Ť . đ??Ą
đ?‘¨đ?’…đ?’† đ?’?đ?’‚ đ?’ƒđ?’‚đ?’”đ?’† = đ?›‘ . đ?’“đ?&#x;?
đ??Ť=
đ?‘Ť đ?&#x;?
6) Completar el cuadro PresiĂłn đ?‘ƒ1 = 101.330
Volumen đ?‘ đ?‘š2
đ?‘‰1= 0.06 đ?‘™đ?‘Ąđ?‘
đ?‘ƒ2 =
�2 =
7) Determine si se cumple la ley de Boyle-Mariotte en este experimento, aplicando la ecuaciĂłn đ?‘ˇ đ?&#x;? đ?‘˝đ?&#x;? = đ?‘ˇ đ?&#x;? đ?‘˝đ?&#x;? Cuestionario 1) ÂżQuĂŠ observĂł cuĂĄndo aĂąadiĂł la masa en la parte superior del ĂŠmbolo de la jeringa? 2) ÂżQuĂŠ sucede cuando se retira la masa del ĂŠmbolo de la jeringa? 3) Al momento de resolver las ecuaciones Âżse verifica o no la ley de Boyle-Mariotte? 4) ÂżCuĂĄl fue el gas perfecto (ideal) que se utilizĂł en el experimento? ÂżCuĂĄl es su composiciĂłn quĂmica? 5) ÂżAumentĂł o disminuyĂł la temperatura o la masa del gas dentro de la jeringa al realizar el experimento?
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Estructura de la Materia – Física Matemática III Año 2019
Práctica 5: Presión vs volumen Autor:
Galo Ayestas Lenin Uriel
Presión vs volumen. Objetivo de la práctica. Determinar experimentalmente la relación que existe entre la presión y el volumen de aire a temperatura constante. Confirmar de manera experimental la ley de Boyle. Tema a abordar. Ley de Boyle Efecto de la presión sobre el volumen de los gases. Fundamentación teórica. En la práctica de laboratorio se pretende estudiar las leyes que determinan el comportamiento de los gases ideales mediante la ley de Boyle comprobada a través del manómetro analizada en el diseño experimental utilizando materiales esto también se analiza basándose en la determinación de volúmenes, densidades y variación de temperatura de manera que se compruebe de forma experimental las diferentes leyes que rigen los gases y con esto se demuestra que la presión y volumen para una cantidad fija de temperatura. Instrumentos a utilizar. Naranja de metilo. Jeringa. Erlenmeyer. Tubo de vidrio delgado. Manguera. Marcador de punta fina. Regla graduada.
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Estructura de la Materia – Física Matemática III Año 2019 Medidas de seguridad a tomar en cuenta. 1. Hacer buen uso de los materiales. 2. Seguir las instrucciones. 3. Conectar bien los instrumentos. 4. Tratar de no dañar los materiales. Procedimiento del experimento. Disponer al ensamblaje como se muestra en la figura. Colocar tubo de vidrio en el Erlenmeyer y la otra punta en la jeringa y el otro agujero del Erlenmeyer colocar la manguera para pueda dar salida al gas. Adicionar el volumen exacto de agua al Erlenmeyer y luego añadir dos gotas de agua de naranja de metilo donde sea más fácil visualizar el líquido. Se inicia con un volumen de aire en La jeringa y luego señale con el marcador el tope de la columna de líquido y luego medir la superficie en el líquido Erlenmeyer A continuación se introduce 0,50 ml de Erlenmeyer en el embolo de la jeringa y marca el nuevo tope del líquido y el procedimiento se repite con 0,50 ml hasta obtener un mínimo de 10 lecturas. Finalmente se mide la distancia ente marcas para estimar la altura de la columna cada vez que disminuya el volumen en la jeringa. Propuestas de preguntas ¿Qué se les dificulto en el experimento? ¿Qué les llamo la atención del experimento? ¿Qué aprendimos de la ley de Boyle? ¿Qué se debe mejorar en el experimento? ¿Qué sugiere para mejorar la práctica de laboratorio?
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Estructura de la Materia – Física Matemática III Año 2019 ANEXOS Fotografías tomadas en la realización de clases experimentales
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