Carpeta LEF 2020
Carpeta LEF 2020
Carpeta LEF 2020
Ana, Prebble;
Marcelo, Di Carlo;
Pamela, Rosales;
Florencia; Ambrosio. Cursos:
4° 5ta
4° 7ma
4° 8va
NOTACIÓN CIENTÍFICA.
En matemáticas y ciencias, a menudo se suelen manejar números muy grandes o muy pequeños.
Una forma de evitar manejar demasiados dígitos (normalmente tendríamos problemas con las
calculadoras para introducirlos) es utilizar la notación científica. Todo número en notación
científica siempre viene expresado de la misma forma:
Una parte entera que consta de un número distinto de cero, seguido de una coma y de
cifras decimales, multiplicado todo ello por una potencia de diez, con exponente positivo o
negativo.
4. Señale con una cruz cuál o cuáles de los siguientes números son iguales a 34456
a) 34456.101 c) 3445600.10-3
4
b) 0,34456.10 d) 344,56.102
3) De volumen: metro
cúbico ( m3)
El metro cúbico es el volumen de un cubo que tiene un metro de lado. Las unidades
de volumen aumentan y disminuyen de 1000 en 1000.
Reglas de escritura:
El número, formado por distintas unidades se llama número complejo. Al sumarlos con
una misma unidad de medida es un número incomplejo.
Para convertir un complejo en incomplejo de orden inferior, se escriben de izquierda a
derecha, y unas a continuación de otras, las cifras que representan las unidades de los
diversos órdenes, comenzando por las de mayor orden. Si faltare algún orden se coloca
un cero en el lugar correspondiente.
Para convertir un incomplejo en complejo, basta tener en cuenta que la cifra de las
unidades es del mismo orden que el incomplejo, la de las decenas del
orden inmediatamente superior, etc. Si hubiera cifras cero, se salta el orden que
le corresponda.
Relaciones de medidas
✔ 1 dm3 1 l y pesa 1 kg
✔ 1 cm3 1 ml y pesa 1 g
✔ 1 m3 1000 l y pesa 1000 kg o 1 tn
medida de:
hectómetr decámetr decímetr centímetr
kilómetro o o metro o o milímetro
km hm dam m dm cm mm
Longitud 1000 m 100 m 10 m 1m 0,1 m 0,01 m 0,001 m
Km2 hm2 dam2 m2 dm2 cm2 mm2
kg g dg cg mg
31872
65
9
1749
59
4. Ordenar de mayor a menor. Tomar como referencia el litro, pasando todas las medidas a esta
unidad:
250 cl – 1500 ml – 2,5 l – 0,005 kl – 0,7 dal – 19 dl – 450 cl
5. Calcular las siguientes cantidades, expresando el resultado en litros
a. ¼ de 500 hl
b. 2/5 de 2500 cl
c. ¾ de 100 kl
d. 1/8 de 450 ml
6. El área de un rectángulo es el producto de base por altura, A = b x a. calcular el área de estos
rectángulos en cm2 y dm2
a) B= 5 cm y a = 3 cm b) B = 4 cm y a = 2 cm c) B = 6 cm y a
= 4 cm
7. Expresar en dm3
a) 0,35 m3 b) 0,25 kl c) 35 dl d) 2000 mm3 e) 10 dal
f) 55 l
8. Un embalse contiene 95 hm3 de agua. Calcular:
a) su capacidad en m3
b) su capacidad en litros
c) si fuera agua destilada, ¿Cuál sería su masa en tn y en kg?
9. La capacidad de una pileta es de 75 kl. Actualmente contiene 300 hl, ¿Cuántos litros le faltan
para que se llene?
10. Completar el siguiente cuadro
km2 hm2 m2 dm2
43
0,25
30
625
2500
1. Pasar a metros
a) 543 mm e) 2583 cm h) 1200 hm
b) 0,51 km f) 4 km i) 45,15 dam
c) 23,11 hm g)105 dm j) 0,34 mm
d) 0,02 dam
2. Pasar a m2
a) 0,0045 hm2 e) 1000 mm2 h) 50,2 cm2
b) 2,12 dam2 f) 7 km2 i) 2 dam2
c) 0,0075 km2 g) 13 dm2 j) 6 mm2
d) 800 cm2
3. Pasar a m3
a) 2600 dm3 e) 500 cm3 h) 18,45 hm3
b) 0,0012 hm3 f) 7 dam3 i) 1,2 cm3
c) 0,0035 dam3 g) 4,15 dm3 j) 94 mm3
d) 0,0073 km3
4. Pasar a litros
a) 7 dal e) 235 cl h) 67 hl
b) 4,2 hl f) 3 dl i) 0,2 cl
c) 2,3 ml g) 4 kl j) 305 ml
d) 2,3 kl
5. Pasar a gramos
a) 4 kg e) 265 mg h) 0,6 dag
b) 5,2 dag f) 5 dg i) 4 hg
c) 0,3 hg g) 7,3 kg j) 3 cg
d) 5,2 cg
“ERRORES”
Toda medición lleva el propósito de encontrar el valor verdadero de una cantidad cualquiera de
las diferentes magnitudes (tiempo, longitud, volumen, etc), sin embargo, resulta imposible hallar
dicho valor, pues siempre existe una “incerteza”.
Los valores obtenidos en cualquiera de las mediciones realizadas dependen:
a. Precisión del instrumento: cada instrumento de medición tiene una escala en la cual el
valor de división se denomina “apreciación del instrumento”.
Ej: un reloj cuya escala llega a los segundos, tiene una apreciación de 1 segundo.
b. Observador: puede realizar una “estimación de una lectura” (se puede imaginar las
divisiones intermedias). Además puede cometer diversos errores, como no hacer bien la lectura,
ubicar mal el instrumento, etc.
c. Instrumental: puede presentar diferentes fallas, tales como: una graduación equivocada o poco
precisa, defectos en la construcción, etc.
d. Cantidad a medir: debe ser adecuada para el instrumento que se dispone.
e. Condiciones ambientales: dado que pueden influir en los resultados (falta de iluminación,
apuro o falta de tranquilidad, etc).
Errores
● error de definición: está determinado por la naturaleza del objeto a medir. (las rugosidades
de un cuerpo aparentemente de superficie lisa, que por más que mejoremos el orden de
cifra significativas, llega un momento que no puede mejorarse)
● error de apreciación: es el mínimo valor de medida que puede medir el instrumento.(Una
cinta de sastre tendrá una apreciación de 1 cm o 0,5 cm)
● error de interacción: surge como resultado de la interacción entre operario, instrumento y
objeto. Se introduce este error en la medida que perturbamos el sistema objeto de nuestra
medición. (Medir con un cronómetro manual, tiempos del orden da magnitud de nuestra
capacidad de reacción)
● error de exactitud: surge de la fidelidad con la que un instrumento recoge los datos de la
realidad. (Un amperímetro clase 0,2, es decir, que a plena escala se comete un error de
apreciación de 0,2 para 100 divisiones)
Podemos expresar el error mínimo (emin ) como:
emin = edef + eint + eap + eexac
Errores sistemáticos o casuales
1. Sistemáticos:
Un error sistemático no es fácilmente detectable, porque se producen siempre en un
mismo sentido, ya que se dan por la misma causa; lo podemos identificar cuando usamos otros
aparatos u otros métodos de medición. Así podemos cometer errores sistemáticos de medición
cuando:
* el instrumento está mal calibrado
* fallas en el aparato de medición (balanza mal construida, milímetros más grandes o chicos)
* operador con poca o nada de experiencia en las mediciones (mala ubicación del ojo para
mirar es decir error de paralaje)
* influencia del ambiente (aumento de la temperatura)
Una vez conocidos es posible y deben ser eliminarlos.
En los casos en que se repite varias veces la medición de una misma cantidad, por el mismo
observador, con el mismo instrumento y con igual método, es decir, en las mismas condiciones,
puede ser que todas las lecturas sean iguales o que todas presenten diferencias.
Entonces “el valor representativo”, es el “promedio aritmético” de una serie de mediciones,
criterio muy acertado, ya que no consiste en elegir una lectura, sino que al promediar todas ellas
se consigue que cada una apore información y quede reflejada en el valor representativo.
Por otra parte cuanto mayor sea el numero de lecturas efectuadas, menor será la incerteza o
error cometido en la medición.
1) Encierre con un círculo los símbolos que están escritos correctamente y luego
justifique.
a) 3 Kg 3 kg 3 kgs
b) 3 mts 3 ms 3m
c) 3 lts 3 ls 3l 3L
d) 3 grs 3 gs 3g
2) Analice las siguientes afirmaciones. Indique cuál de ellas es falsa y por que?
a) Toda medición siempre está afectada por una incerteza
b) Para efectuar una medición se necesita un instrumento y un observador
c) El valor más representativo de una serie de mediciones es aquel que se elige como
tal.
d) Los errores accidentales son aquellos que no se pueden eliminar.
1. Tiene que medir el ancho de una ventana y dispone para efectuar la medición de
los siguientes objetos, todos del mismo tamaño: una varilla metálica, un hilo y un
elástico; ¿Cuál elegiría?, ¿Por qué? Y ¿por que descarta los otros elementos?
2. ¿Los errores que se cometen en una medición se deben solamente a la
imperfección del instrumento?
3. Para conocer la longitud de un objeto de la manera más exacta posible, ¿haría una
sola medición o realizaría el promedio de varias?
4. ¿Qué nombre recibe la diferencia entre cada medición y el promedio?
5. Estos números representan las diferencias entre cada observación y el promedio
de una serie de mediciones: -0,4; -0,2; +0,2; +0,4; -0,4; -0,3; -0,2; -0,1; +0,1;
+0,2; +0,3; +0,4.¿como se interpreta que tenga diferente signo?
6. Si la diferencia entre cada medición y el promedio, se la divide por el promedio
se obtiene un cociente. ¿Qué nombre recibe este cociente?
7. Los números -0,1/20,4 ; +0,6/20,4 ; +0,3/20,4 representan alguno de los cocientes
entre el error absoluto y el promedio de las mediciones; los resultados de esos
cocientes son: -0,0049; +0,029; +0,0147. ¿Cómo se interpretan estos resultados?
8. Para comparar los errores relativos correspondientes a las mediciones es
necesario referirlas a 100 unidades del promedio. Calcule el error porcentual
sabiendo que los errores relativos son: -0,0049; +0,029; +0,0147.
9. Al ordenar los errores porcentuales de menor a mayor, se puede deducir qué
medición es la más exacta. ¿En cuál de las mediciones anteriores se cometió
menor error?
10. Efectúe la corrección de las siguientes lecturas u observaciones: 20,1; 21; 20,7;
conociendo que los errores absolutos o aparentes correspondientes son: -0,1;
+0,6; +0,3
11. En el siguiente cuadro se muestran los resultados de las mediciones de una
longitud dada:
Medici Medid
ón a
N° cm
1 2,83
2 2,85
3 2,87
4 2,84
5 2,86
6 2,84
7 2,86
Determinar: a) El valor probable.
b) Error relativo y porcentual de la 3° y 4° medición.
c) El error absoluto
12. Dada la longitud 3,2 ± 0,01, determinar:
a) Error relativo.
b) Error porcentual.
13. El error porcentual de una medición es del 4 %, si la longitud en estudio tiene un
valor probable de 1,85 m, determinar:
a) Error relativo.
b) Error absoluto.
14. Si un cuerpo tiene de masa 5 kg ± 0,02 kg y otro de 0,09 kg ± 0,0021 kg,
determinar en cuál de los dos se produce mayor error.
15. Dada la siguiente serie de mediciones de una misma longitud: 10,52 cm; 10,55
cm; 10,53 cm; 10,54 cm; 10,51 cm; 10,52 cm; 10,53 cm; 10,54 cm; 10,52 cm;
10,53 cm.
a) calcule el valor representativo
b) ¿Cuál es el error aparente de la tercera lectura?
c) ¿Cuál es el error relativo de dicha lectura?
d) ¿Cuál es el error porcentual de la misma?
16. Si un objeto tiene una masa de 2 kg ± 0,6 g y otro tiene 0,8 kg ±1 mg. Determinar
cual de los dos produce el mayor error y por que?
17. Un alumno mide el ancho del aula y obtiene un valor de 120 cm, la apreciación
del instrumento es de 1 cm, el alumno es capaz de estimar 0,6 cm la incerteza.
Se expresa:
120 cm ± 0,6 cm / 1,2 km ± 0,6 cm. Diga cual de las dos mediciones
presenta la mayor incerteza y ¿por que?
18. Las medidas de tiempo de un recorrido efectuadas por diferentes alumnos: 3,01
s; 3,11 s; 3,20 s; 3,15 s. Calcule el error absoluto, relativo y porcentual de cada
medida
19. Se quiere determinar la distancia que hay entre dos columnas con una cinta
métrica que aprecia milímetros. Realizamos cinco medidas y obtenemos los
siguientes valores:
80,3 cm; 79,4 cm; 80,2 cm; 79,7 cm; y 80,0 cm.
¿Cuál es el resultado de ésta medida? ¿Cuál es el error absoluto y relativo de ésta
medida?
20. Para determinar la longitud de una mesa se han realizado cuatro mediciones con
una cinta métrica. Los valores obtenidos son los siguientes:
75,2 cm; 74,8 cm; 75,1 cm; y 74,9 cm.
Exprese el resultado de la medida acompañado del error absoluto. ¿Entre qué
márgenes se encuentra el valor real de la longitud de la mesa?
Objetivos:
Instrumentos/objeto a medir
Regla de 20 cm
Regla de 1 m
Cinta métrica de 3m
Objeto
medido/Instrumento
Valor representativo
Error aparente
Error relativo
Error relativo
porcentual
Expresión del error
BALANZAS
La báscula se inventó para pesar las masas que no se podían pesar en las romanas, bien
porque fuesen demasiado pesadas o bien porque no se pudiesen
colgar de los ganchos de las romanas. Así que lo característico de
las básculas es que tienen una plataforma a ras de suelo, donde
resulta fácil colocar la masa que se quiere pesar. El sistema
original de funcionamiento estaba basado en un juego de palancas
que se activaban al colocar la masa en la plataforma y que luego
se equilibraba con el desplazamiento de un pilón a lo largo de una
barra graduada donde se leía el peso de la masa. Esta facilidad
para poner masas grandes y pesadas encima de la plataforma es
lo que ha hecho posible construir básculas con una capacidad de
peso muy grande que son utilizadas para pesar camiones de gran
porte.
Tipos de balanzas
* MECÁNICAS:
Podemos clasificar primariamente las balanzas en dos grandes
grupos: las digitales o electrónicas y las mecánicas. En el
primer caso, se trata de un aparato especial que cuenta con un
sensor, al que también se lo conoce con el nombre de celda de
carga. Dicho sensor lo que hace es variar su nivel de resistencia
de acuerdo a si el peso del producto o mercadería en cuestión
esté aumentando o bien disminuyendo. En el segundo caso,
estamos hablando de medidoras que actúan o llevan a cabo la
medición a partir de una relación de palancas. Recordemos que
el sistema de palancas está vinculado con el empleo de este tipo de máquinas simples,
que están compuestas por una barra, por lo general de gran rigidez. Esta barra tiene la
capacidad de girar con toda la libertad que requiera alrededor del llamado punto de apoyo,
a su vez conocido con el término de fulcro. La palanca puede ser empleada con el objetivo
de amplificar la fuerza mecánica que se le aplica a un objeto. Sin embargo, esta no es su
única función. También tiene la capacidad de incrementar la distancia que recorre un
objeto, cuando está en proceso de respuesta a la aplicación de una determinada fuerza.
- BALANZA CLÁSICA
O de platillos (también conocida como "balanza de cruz") Está formada por dos platillos
colgantes, que penden de un brazo (astil) sostenido en su punto medio exacto por un eje.
El sistema es rústico hoy día dado que requiere también de un juego de pesas con medidas
conocidas (kilo, medio kilo, un cuarto, tres cuartos, cien gramos, etc.), pesas que se
- BALANZA DE ROBERVAL
- BALANZA ROMANA
- BALANZA GRANATARIA
Las granatarias son un tipo de balanza bastante peculiar, poseen un único platillo en el
cual colocamos el cuerpo a pesar y las pesas pueden desplazarse a lo largo de distintas
varillas unidas al platillo, dependiendo de las posición de las pesas, así será la masa del
cuerpo que se pesó. Este tipo de balanzas derivan de las romanas y son mucho más fáciles
de utilizar que las balanzas de dos platillos.
La balanza granataria es uno de los elementos que más frecuentemente se usan para
medir. El objetivo para el cual están destinadas este tipo de básculas es el de determinar
la masa general de una sustancia o bien pesar una determinada cantidad de esa masa.
Ahora bien, en cuanto a la medición de la masa del
cuerpo, hay un procedimiento especial que se debe llevar
a cabo. En primer lugar, para que dicho proceso se suscite
correctamente hay que establecer una comparación entre
el peso del cuerpo con otro peso: el de otros cuerpos de
masas conocidas o familiares, a las que se denominan
pesas. En segundo lugar, el proceso va a variar
dependiendo del trabajo que se quiera realizar, porque no
siempre se selecciona el mismo tipo o la misma serie de
balanza. De todas maneras, se va a optar, por lo general,
por una balanza que pueda adecuarse a la medición del
peso con sensibilidad y con rapidez suficientes, dos
criterios que deben ser considerados indefectiblemente.
En cuanto al factor de sensibilidad, éste va a depender de la capacidad que tenga la
balanza granataria. Para ilustrar con un ejemplo, las balanzas que han sido diseñadas con
el objetivo de pesar kilogramos no van a poseer una sensibilidad que les permita tener
reproducibilidad suficiente para las pesadas en miligramos. En lo que respecta a su
constitución, estos dispositivos de pesajes van a estar construidos de distintas maneras,
puesto que pueden ser de doble plato o bien de un solo plato. En el primer caso, las
balanzas de doble plato muestran una mayor predisposición al deterioro por desuso. En
el segundo caso, cuentan con un peso sumamente fijo colocado a un lado del dispositivo,
al que se denomina contrapeso. Asimismo, posee una serie de pesas que pueden ser
cambiables de un lado al otro. Cabe decir que hay un tercer modelo de balanza granataria
que es la llamada “de triple brazo”. Se trata de un tipo de báscula de gran precisión y que
además representa una opción muy económica para el usuario. Dicho esto, los ambientes
donde se utilizan con mayor frecuencia son los laboratorios de enseñanza y también los
cuartos oscuros. Su capacidad máxima, por otra parte, puede ser de de 2610g, junto con
el juego de pesas incluidas. El plato plano, a su vez, va a ser de 15.2cm, con dimensiones
de 16 cm alto x 44.4cm de largo. La precisión ronda los 0,1 gramos y el peso máximo es
de 200 gramos.
- BALANZA DE RESORTE
*BALANZAS ELECTRÓNICAS:
- BALANZA ANALÍTICA
la posibilidad de interacción del sistema con el medio ambiente. Debido a esta interacción
pueden producirse algunos efectos físicos, que además son muy relevantes porque no
pueden ser suprimidos bajo ninguna forma. Esto es importante de recalcar porque la
confianza en la precisión que inspiran las balanzas analíticas no podrá ser alta si no
consideran otros factores como el caso de su localización.
Para que una balanza analítica realice una medición satisfactoria, debe tener una posición
correcta (factor que será determinante en la obtención de los resultados del pesaje)
respetando ciertas reglas. Evitar la intromisión directa tanto de la luz del sol como de las
corrientes de aire que provienen del exterior. Asimismo, hay que contar con una baja
susceptibilidad a cualquier tipo de choques o vibraciones que comprometan la precisión
de los resultados. Ahora bien, a lo que mencionamos anteriormente se
deben agregar otros cuidados. Es decir, no importan solo las condiciones
de la sala sino también las condiciones de la mesa sobre la cual será
apoyada la balanza analítica. La misma deberá quedar apoyada fijamente
en el suelo. Dichas mesas tendrán que ser colocadas en sitios rígidos
también, como lo son los rincones de los cuartos o salas. Por último, una
de las condiciones es que sea una mesa antimagnética (es decir, carecer
de metales o acero) y que se encuentre. Se recomienda, además, que la
sala donde se encuentre la báscula se mantenga a una temperatura
constante, sin demasiadas variaciones. La humedad, a su vez, debe
mantenerse entre un 45% y un 60% (esto hay que monitorearlo de
manera permanente). Otra recomendación de importancia tiene que ver
con no realizar el pesaje o la obtención de las medidas cerca de zonas
donde puedan encontrarse radiadores de calor. Al mismo tiempo, se recomienda evitar la
medición cerca de aire acondicionado, computadoras o de la puerta de la sala.
platillo.
Medio disparo. Esta posición sirve para que la balanza de una medición aproximada del
objeto a pesar
Disparo total. Con esta acción la balanza da un registro de pesada exacto del objeto
pesado.
1. La balanza debe ser colocada sobre una superficie firme, aislada de ventanas,
calefactores, etc. Debe colocarse sobre un soporte bien fijo, protegido de
vibraciones mecánicas. Se debe evitar la luz directa del Sol sobre la balanza,
porque produce irregularidades y errores en las pesas.
2. Proteger la balanza de la corrosión. Los objetos que se coloquen sobre el platillo
deben limitarse a metales no reactivos, plásticos no reactivos y materiales de
vidrio (“vidrio de reloj”), papel de filtro. Cuando se determinen masas de
productos químicos con balanzas, se colocará papel de filtro sobre los platos de
la misma y, en ocasiones, será necesario el uso de un "vidrio de reloj" para evitar
el ataque de los platos por parte de sustancias corrosivas.
3. Centrar la carga sobre el platillo lo mejor posible.
4. Observar precauciones especiales para pesar líquidos. No derramarlos en los
platillos
5. Conservar la balanza y su estuche escrupulosamente limpios.
6. Dejar siempre que un objeto que haya sido calentado regrese a la temperatura
ambiente antes de pesarlo.
7. Usar pinzas o almohadillas para los dedos con el fin de evitar que los objetos
secos se humedezcan.
8. una vez terminada la pesada los platillos deben quedar limpios (nunca se limpia
con agua)
Parte experimental I
Objetivo: adquirir conocimientos y técnicas de manipulación de diferentes tipos de balanzas.
Materiales:
● Balan
● Objetos para medir su masa
Procedimiento
1. Identificar las diferentes tipos de balanzas con las que se trabajaran.
2. Verificar que estén en condiciones de poder utilizarlas.
3. Realizar el pesaje de diferentes objetos por triplicado y completar los siguientes
cuadros:
BALANZA ELECTRONICA:
I II III Promedio
objeto 1
objeto 2
objeto3
objeto 4
BALANZA GRANATARIA:
I II III Promedio
objeto 1
objeto 2
objeto3
objeto 4
Parte experimental II
12% m/m
15 % m/m
Parte experimental III
Colocar una caja de papel en la balanza electrónica y agregar sal hasta alcanzar los 8
gramos; luego comparar el peso con la balanza analítica
● Esquematizar las balanzas utilizadas y nombrarlas.
● Conclusión:
MATERIAL VOLUMÉTRICO
A fin de medir el volumen poseen unas marcas grabadas. Se puede clasificar el material
según el formato de estas marcas.
Metodología de uso
El material volumétrico debe usarse con cuidado, no se lo debe exponer a variaciones
bruscas o amplias de temperatura. Generalmente indican el rango de temperatura en el
que puede operarse. Tener un manejo cuidadoso, ya que son muy frágiles. Esto incluye
también no apoyarla horizontalmente sobre superficies que pueden estar inclinadas, ni
muy cerca de elementos de metal que puedan romperlo.
Probeta
La base circular de plástico sirve para evitar que la probeta se caiga accidentalmente. La
probeta es un instrumento volumétrico, que permite medir volúmenes superiores y más
rápidamente que las pipetas, aunque con menor precisión. Está formado por un tubo
generalmente transparente de unos centímetros de diámetro, y tiene una graduación (una
serie de marcas grabadas) desde 0 ml (hasta el máximo de la probeta) indicando distintos
volúmenes. En la parte inferior está cerrado y posee una base que sirve de apoyo, mientras
que la superior está abierta (permite introducir el líquido a medir) y suele tener un pico
(permite verter el líquido medido). Generalmente miden volúmenes de 25 ó 50 ml, pero
existen probetas de distintos tamaños; incluso algunas que pueden medir un volumen
hasta de 250 ml.
Puede estar constituido de vidrio (lo más común) o de plástico. En este último caso puede
ser menos preciso; pero posee ciertas ventajas, por ejemplo, es más difícil romperla, y no
es atacada por el ácido fluorhídrico.
Bureta
Las buretas son tubos largos, graduados, de diámetro interno uniforme, provistas
de una llave en su parte inferior. Se usan para verter cantidades variables de
líquido, y por ello están graduadas con pequeñas subdivisiones (dependiendo del
volumen, de décimas de mililitro o menos). Su uso principal se da en volumetría,
debido a la necesidad de medir con precisión volúmenes de líquido variables.
Tolerancias
V (ml) Tolerancia (ml)
10 ±0,02
25 ±0,03
50 ±0,05
Las llaves están fabricadas con materiales como el vidrio, (que es atacado por
bases), y teflón, inerte, resistente y muy aconsejable para disolventes orgánicos.
En el caso de usar llaves de vidrio, es necesario usar un lubricante para asegurar
un buen cierre. Un tipo de llave más simple es la llave Bunsen, que consiste
simplemente en situar una perla de vidrio firmemente sujeta dentro de un tubo de
goma. Al deformar el tubo mediante una llave, éste deja pasar el líquido.
Uso de la bureta:
Al usar una bureta es muy importante mantener ésta en posición vertical, fijándola en un
soporte y evitar errores sistemáticos. Para ello debe tenerse en cuenta el paralaje a la hora
de hacer la lectura, procurando tener el ojo a la misma altura del nivel del líquido. Si
tratamos con líquidos claros, lo usual es medir por la parte inferior del menisco, y por la
superior si son líquidos oscuros (como disoluciones de KMnO4). Otras fuentes de error
son las gotas que quedan adheridas en la parte inferior (error por defecto), pequeñas
burbujas de aire situadas tras la llave (también error por defecto) y procurar que el vaciado
no sea demasiado rápido, para evitar que quede líquido adherido al interior de la bureta.
También es conveniente proteger la parte superior para evitar contaminación por polvo.
Al llegar al punto final, si queda una gota colgando del orificio de salida, es conveniente
recogerla tocándola suavemente con el recipiente receptor (usualmente será un matraz),
para evitar errores por defecto. Esto es debido a que una gota son aproximadamente 0,05
ml y en ocasiones en volúmenes pequeños puede suponer un error importante.
Matraz de Erlenmeyer
Metodología de uso:
Como todo material de vidrio tiene un método específico para utilizarlo correctamente.
Para anclarlo, se puede colocar un peso de plomo o metal sobre el exterior.
Al calentarlo, suele colocarse sobre de alguna de las siguientes formas. Cuando se arma
el aparato de estas maneras, suele colocarse una tela metálica entre el matraz y el aro o el
trípode.
Sobre un trípode.
En un anillo o aro de metal que, a su vez, está aferrado a un soporte universal por medio
de una doble nuez o algún asa similar. El aro lo mantiene sobre un mechero Bunsen para
que la llama del mechero lo caliente. Puede aferrarse el matraz directamente al soporte
universal sosteniéndolo con una agarradera para tubos de ensayo en el cuello del matraz.
Matraz aforado
Un matraz volumétrico o aforado es un recipiente con forma de pera, fondo plano y un
cuello largo y delgado. Suelen fabricarse en materiales como vidrio, vidrio borosilicatado
o polipropileno. Tienen una marca grabada alrededor del cuello, llamada aforo, que marca
dónde se debe efectuar el enrase, indicando el volumen de líquido contenido con gran
exactitud y precisión, a una temperatura concreta (usualmente 20ºC), siendo en este caso
un matraz graduado para contener. Otro tipo de matraz es el que
se calibra para verter un determinado volumen de líquido,
también a una temperatura dada, bajo condiciones específicas.
El uso de los matraces para contener es mayoritario, ya que la
exactitud de los de vertido es menor debido a la dificultad para
verter siempre de la misma forma, y a factores como la diferente
volatilidad o viscosidad de los líquidos empleados.
La marca de graduación rodea todo el cuello de vidrio, por lo cual es fácil determinar con
precisión cuándo el líquido llega hasta la marca. La forma correcta de medir
volúmenes es llevar el líquido hasta que la parte inferior del menisco sea
tangente a la marca. El hecho que el cuello del matraz sea estrecho, de la
misma forma que para las pipetas es para aumentar la exactitud, de esta
forma un cambio pequeño en el volumen se traduce en un aumento
considerable de la altura del líquido. Los matraces se presentan en
volúmenes que van de 10 ml hasta 2 l. Su principal utilidad es preparar
disoluciones de concentración conocida y exacta.
El procedimiento usual de preparación de disoluciones es pesar la cantidad
de soluto, verterlo en el matraz y agregar el disolvente hasta un volumen
menor que su capacidad (la altura del líquido no debe superar la mitad de la
altura de la parte ancha). Posteriormente, se disuelve bien el soluto, agitando
en círculos hasta asegurarse que la sustancia esté totalmente disuelto.
Continuar llenando el matraz hasta aproximadamente un centímetro por
debajo del aforo.
Secar la pared interna del cuello del matraz con un trozo de papel absorbente
colocado alrededor de una varilla de vidrio, teniendo cuidado de no tocar la solución. y
se llena hasta la marca (operación conocida como "enrasar"). A causa de la modificación
del volumen de los líquidos y del vidrio con los cambios de temperatura se deben volver
a calibrar los aparatos volumétricos cuando vayan a utilizarse a temperatura diferente de
aquella para la que fueron calibrados. La calibración hecha por el fabricante no debe
tomarse por infalible, sino que debe ensayarse para tener la seguridad de que la
graduación esta adentro de las tolerancias exigidas para el trabajo a realizar.
Pipeta aforada
La pipeta aforada está formada por el bulbo (cavidad cilíndrica ubicado aproximadamente
hacia la mitad de la altura de la pipeta) y un vástago (sección tubular muy fina que se
encuentra por encima y por debajo del bulbo) el cual está construido lo suficientemente
angosto para que cualquier variación en el volumen, por pequeña que sea, produzca una
diferencia apreciable en la altura del nivel de líquido dentro de él. En la parte superior del
vástago se encuentra un anillo grabado llamado aforo o trazo de aforo el cual fija el
volumen de líquido que será vertido si la pipeta, llena hasta la marca de aforo, se deja
desagotar en condiciones especificadas. Las pipetas aforadas sirven para trasvasar un
único volumen de líquido pero medido con una gran exactitud y precisión, mientras que
las otras pueden medir varios volúmenes distintos, pero con menor exactitud y precisión.
Pipeta graduada.
La pipeta graduada es un tubo delgado con diferentes subdivisiones, que se emplea para
medir
Cantidades variables de líquido. La pipeta es un instrumento volumétrico de laboratorio
que permite medir alícuotas de líquido con bastante precisión. Suelen ser de vidrio. Está
formado por un tubo transparente que termina en una de sus puntas de forma cónica, y
tiene una graduación (una serie de marcas grabadas) indicando distintos volúmenes.
Algunas son graduadas o de simple aforo, es decir que se enrasa una vez en los cero
mililitros, y luego se deja vaciar hasta el volumen que se necesite; mientras que otras, las
denominadas de doble enrase o de doble aforo, se enrasa en la marca o aforo superior, se
deja escurrir el líquido con precaución hasta enrasar en el aforo inferior. Si bien poseen
la desventaja de medir un volumen fijo de líquido, las pipetas de doble aforo superan en
gran medida a las graduadas en que su precisión es mucho mayor, ya que no se modifica
el volumen medido si se les rompe o deforma la punta cónica. Para realizar las succiones
de líquido con mayor precisión, se utiliza, más que nada en las pipetas de doble aforo, el
dispositivo conocido como propipeta.
Dependiendo de su volumen, las pipetas tienen un límite de error. Algunos ejemplos de
límites de error en pipetas (ml)
Capacidad (hasta) Límite de error
2 0,006
5 0,01
10 0,02
30 0,03
50 0,05
100 0,08
200 0,10
Metodología de uso:
Como todo material debe estar limpio antes de ser utilizado y es importante, mientras esté
siendo usado con un reactivo o muestra, dejarlo en el recipiente (o, si este es demasiado
pequeño, a su lado) para evitar confundirlo con otro. Además, al ser un material
volumétrico no se lo debe someter a cambios bruscos ni a altas temperaturas.
1. Se introduce la pipeta (con la punta cónica para abajo) en el recipiente del cual se desea
extraer un volumen determinado de muestra.
2. Se coloca la propipeta o una perita en la punta libre y se hace ascender el líquido por
encima del aforo superior. NUNCA PIPETEAR CON LA BOCA.
3. Rápidamente se gradúa con la propipeta o se saca la perita colocando el dedo índice
obturando la punta, para evitar que descienda.
4. Se disminuye leve y lentamente la presión ejercida por el dedo, hasta que el líquido
comience a descender. Se vuelve a presionar cuando el menisco del líquido llegó a 0. Si
el líquido descendió demasiado, se comienza nuevamente.
5. Se traslada la pipeta al recipiente destino.
6. Se disminuye nuevamente la presión del dedo hasta llegar a la cantidad de mililitros
necesarios.
7. En el caso de las pipetas graduadas, para vaciarla completamente se saca el dedo
completamente y se deja caer. Pero no se debe forzar la caída de las últimas gotas, sino
que éstas deben quedar en la punta cónica de la pipeta.
8. En la pipeta graduada se pueden medir distintos volúmenes de líquido, ya que lleva a
una escala graduada.
9. La pipeta de vertido posee un único enlace superior por lo que sólo puede medir un
volumen.
Masa del
recipiente
con agua
Masa de
agua
Error
DENSIDAD
Aunque toda la materia posee masa y volumen, la misma masa de sustancias diferentes
ocupan distintos volúmenes, así notamos que el hierro o el hormigón son pesados,
mientras que la misma cantidad de goma de borrar o plástico son ligeras. La propiedad
que nos permite medir la ligereza o pesadez de una sustancia recibe el nombre de
densidad. Cuanto mayor sea la densidad de un cuerpo, más pesado nos parecerá, su
fórmula es la siguiente:
ɗ = m/v
Sustancia Densidad Densidad La densidad se define como el
(Kg/cm3) (g/cm3) cociente entre la masa de un
Acero 7800 7,8 cuerpo y el volumen que
Aceite 920 0,920 ocupa. Se mide en kilogramos
Agua 1000 1 (kg) y el volumen en metros
Agua de mar 1030 1, 03 cúbicos (m ³) la densidad se
Aire 1,290 0,00129 medirá en kg/m ³. Esta unidad
Alcohol 810 0,81 de medida, es muy poco
Aluminio 2700 2,7 usada, ya que es demasiado
Cobre 8900 8,9 pequeña. Para el agua, por
Corcho 240 0,24 ejemplo, como un kilogramo
gasolina 680 0,68 ocupa un volumen de un litro,
glicerina 1260 1,26 es decir, de 0,001 m ³, la
Hielo 920 0,92 densidad será de: 1000 kg/m ³
Hierro 7800 7,8
Mercurio 13600 13,6
La mayoría de las sustancias
Madera 900 0,9
tienen densidades similares a
Oro 19300 19,3
las del agua por lo que, de usar
Plata 10500 10,5
esta unidad, se estarían usando
Sangre 1055 1,055
siempre números muy
Aire 1300 0.0013 grandes. Para evitarlo, se suele
Butano 2,6 0,026 emplear otra unidad de medida
Dióxido de 1,8 0,018 el gramo por centímetro
Carbono
cúbico (gr./c.c.). Las medidas de la densidad quedan, en su mayor parte, ahora mucho
más pequeñas y fáciles de usar.
La densidad de un cuerpo está relacionada con su flotabilidad, una sustancia flotará sobre
otra si su densidad es menor. Por eso la madera flota sobre el agua y el plomo se hunde
en ella, porque el plomo posee mayor densidad que el agua mientras que la densidad de
la madera es menor, pero ambas sustancias se hundirán en la gasolina, de densidad más
baja.
Densidad: La densidad es una característica de cada sustancia. Nos vamos a referir a
líquidos y sólidos homogéneos. Su densidad, prácticamente, no cambia con la presión y
la temperatura; mientras que los gases son muy sensibles a las variaciones de estas
magnitudes.
Procedimiento:
1. Cuerpos regulares
● Con el uso de la balanza determinar la masa de un cuerpo sólido regular
● Medir las dimensiones del cuerpo (largo, ancho, alto, diámetro, etc.) y
calcular matemáticamente su volumen
● Determinar la densidad de la sustancia ensayada y registrar los datos
obtenidos en una tabla.
CUERPO MASA (g) VOLUMEN (cm3) DENSIDAD (g/cm3)
1
2
3
4
2. Cuerpos irregulares
● Determinar la masa de la muestra utilizando la balanza
● Colocar agua en la probeta, registrando su volumen inicial.
● Deslizar con mucho cuidado por las paredes de la probeta el cuerpo sólido
irregular.
● Determinar el volumen final por diferencia, utilizando la siguiente
fórmula: V = Vf - Vi
● Con los datos obtenidos hallar la densidad y completar los datos del
informe como se trabajó en el punto anterior.
3. Líquidos:
RESPONDA:
a. Dos cuerpos que tienen diferente masa ¿tienen también distinta densidad?
Fundamentar la respuesta
b. Explicar cómo determina el volumen de un cuerpo irregular soluble en agua
c. Si se cambia la temperatura de un cuerpo ¿cambia también su densidad? ¿Por qué?
d. ¿cambia la densidad de un líquido si se lo calienta? Justificar la respuesta.
Materiales: uno o varios vasos graduados, un cronómetro, piedras o bolitas del mismo tamaño,
un termómetro, un vaso de precipitado con agua helada, un vaso de precipitado con agua
caliente, un vaso de precipitado con agua natural, fluidos: aceite, miel, shampoo, detergente,
glicerina, agua
Procedimiento
CONCLUSIÓN:
MECHEROS
INTRODUCCIÓN
El mechero es uno de los elementos de uso frecuente en el laboratorio. El mismo se utiliza
para aportar calor de manera directa o indirecta cuando se requieren temperaturas que van
desde valores bajos hasta valores relativamente altos y no existen condiciones peligrosas
de trabajo que conlleven riesgo de explosión.
El diseño básico de un mechero esta dado por un tubo vertical metálico no corrosible, en
el que por su parte inferior se permite el ingreso y mezclado del combustible y del
comburente mientras que en su parte superior se logra por reacción química la liberación
de calor con formación de llama.
LA LLAMA DE COMBUSTIÓN
TIPOS DE MECHEROS
Los tipos de mecheros más usuales con los que se trabaja hoy en día en un laboratorio de
química son:
MECHERO BUNSEN
El Mechero Bunsen está constituido por un tubo vertical que va
enroscado a un pie metálico con ingreso para el flujo del combustible, el
cual se regula a través de una llave sobre la mesada de trabajo. En la parte
inferior del tubo vertical existen orificios y un anillo metálico móvil o
collarín también horadado. Ajustando la posición relativa de estos
orificios (cuerpo del tubo y collarín respectivamente), los cuales pueden
ser esféricos o rectangulares, se logra regular el flujo de aire que aporta
el oxígeno necesario para llevar a cabo la combustión con formación de
llama en la boca o parte superior del tubo vertical
MECHERO TECLÚ
El Mechero Teclú está constituido por un tubo vertical ensanchado en su zona
baja con forma de campana, el cual va enroscado a un pie metálico con ingreso
para el flujo de combustible, el cual se regula a través de una llave ubicada a la
salida del reservorio del mismo. En la parte inferior presenta una roldana
ajustable. Modificando, por giro, la posición de esta roldana respecto a la parte
ancha del tubo se logra regular el flujo de aire que aporta el oxígeno necesario
para llevar a cabo la combustión con formación de llama en la boca o parte
superior del tubo vertical. .
MECHERO MECKER
El Mechero Mecker tiene un diseño básico similar al Mechero Bunsen,
diferenciándose de éste en que presenta una placa en criba en su boca. Esta
placa multi horadada permite una llama generada por un número de llamas
tipo Bunsen igual al número de orificios presente en la placa usada. Este
artificio permite una calefacción más uniforme y un trabajo a mayores
temperaturas.
butano.
4. Ventanillas o
toberas. Formadas por
orificios laterales que
regulan, según su
abertura, la entrada del
aire (contiene
alrededor de 2% de
oxígeno).
5. Cañón o chimenea.
Tubo largo donde se
encuentran las
ventanillas y en cuyo
interior se produce la
combustión con la
aparición de la llama en
su extremo superior.
2.- Verificar que la entrada de aire del mechero se encuentre cerrada (orificios cerrados
Mechero Bunsen y Mecker y roldana ajustada al ensanchamiento Mechero Teclú)
3.- Encender un fósforo teniendo la precaución de hacerlo alejado del cuerpo.
4.- Acercar el fósforo encendido a unos 5 cm por encima de la boca del mechero y en
simultáneo abrir la llave de salida de gas (aproximadamente ¾ del recorrido), en ese
momento se forma una llama de color amarillo , Una llama de estas características
nunca debe ser usada para calentar.
5.- Permitir el ingreso de aire por medio de la apertura de los orificios o del giro de la
roldana. A medida que ingresa más oxígeno la llama se vuelve azulada, difícil de ver, con
un cono interior coloreado y se oye un sonido grave (llama “sonora”). Cualquiera de las
dos situaciones mencionadas representa una llama útil para calentar. Cuando se usa una
llama de tipo “sonora” tener presente que la temperatura más alta de la misma se
encuentra en el vértice superior del cono interno coloreado.
6.- Una vez finalizado el uso del mechero simplemente cerrar la llave de salida de gas y
luego cerrar el ingreso de aire en el mechero.
CALENTAMIENTO DIRECTO
Calentamiento no muy frecuente que consiste en efectuar el aporte de calor
introduciendo la muestra que necesita ser calentada en la zona apropiada de la llama del
mechero. A modo de ejemplo se pueden citar los siguientes casos específicos:
* Ensayos de caracterización de ciertos elementos metálicos: Perla de Bórax, Ensayos a
la llama.
* Obtención de sustancias compuestas sobre láminas de sólidos
CALENTAMIENTO INDIRECTO
Calentamiento de uso más frecuente, pues abarca mayor cantidad de situaciones, que
consiste en efectuar el aporte de calor interponiendo diferentes tipos de superficie(s) entre
la muestra a calentar y la llama del mechero. A modo de ejemplo se pueden citar los
siguientes casos específicos:
* Calentamiento en tubo de ensayo con pinza de madera.
* Calentamiento en crisol de porcelana con trípode y triángulo de pipas.
* Calentamiento en vaso de precipitados con trípode y tela de amianto.
* Calentamiento en baño de María, etc.
4. ¿Qué color tuvo la llama cuando abrió las ventanillas de aire? ¿Qué función
desempeña el aire?
5. ¿Por qué no se debe mantener abierto el paso del gas y la válvula reguladora del
gas, antes del encendido del mechero?
6. Realice un diagrama de la llama, señale sus partes, nómbrelas e indique qué forma
tiene la misma.
7. ¿Qué sucede o que debo hacer si la llama se entrecorta?
8. ¿Qué sucede al colocar un fósforo sin encender en él: cono interno, cono medio,
cono externo . 9. ¿Cuál es la parte más fría y la más caliente de la llama?
10. ¿En cuál zona de la llama se produce la combustión completa? ¿Por qué?
11. ¿Qué entiende por: comburente, combustión y combustible?
12. Realice un cuadro comparativo entre calentamiento directo e indirecto.
13. ¿Qué es la tela metálica? Y ¿Qué tipo de material se puede calentar sobre la tela
metálica?
14. ¿Cuál es el test del alambre nicromo? ¿Cuál es su fundamento?
Marco teórico
Los metales, pueden Identificarse de acuerdo a la coloración de la llama. En condiciones
normales los átomos se encuentran en el estado fundamental, que es el más estable
termodinámicamente. Sin embargo, si los calentamos absorbe energía y alcanza así un
estado excitado. Este estado posee una energía determinada, que es característica de cada
sustancia. Los átomos que se encuentran en un estado excitado tienen tendencia a volver
al estado fundamental, que es energéticamente más favorable. Para hacer esto deben
perder energía, por ejemplo, en forma de luz. Puesto que los estados excitados posibles
son peculiares para cada elemento y el estado fundamental es siempre el mismo, la
radiación emitida será también peculiar para cada elemento y por lo tanto podrá ser
utilizada para identificarlo. Esta radiación dependerá de la diferencia entre los estados
excitados y el fundamental de acuerdo con la ley de Planck: AE = hv AE = diferencia de
energía entre los estados excitado y fundamental h = Constante de Planck (6,62 10-34 J
s). v= frecuencia Por lo tanto, el espectro de emisión puede considerarse como “la huella
dactilar” de un elemento. Este hecho se conocía ya desde antiguo, antes aún de entender
como ocurría, por lo que los químicos han utilizado los “ensayos a la llama” como un
método sencillo de identificación. En la actualidad existen técnicas de análisis basadas en
este principio, tales como la espectroscopia de emisión atómica, que nos permiten no sólo
identificar, sino cuantificar la presencia de distintos elementos.
A continuación indicamos los colores de los ensayos a la llama de algunos elementos:
Calcio: llama roja, Cobre: llama verde, Sodio: llama naranja, Litio: llama rosa, Potasio:
llama violeta, Bario: llama verde pálido y Plomo: llama azul.
-Procedimiento:
- Agarrar una punta de espátula de diferentes sales, y con mucho cuidado, volcar la sal
sobre la llama, observar y registrar los cambios de coloración en la llama
Sales a utilizar:
LiCl; NaCl; SrCl2; CaCl2;CuCl2;KCl.
Conclusión:
TERMÓMETROS
El termómetro es un instrumento ideado por Galileo Galilei que permite establecer en
forma precisa el estado térmico (temperatura) de un cuerpo.
Está basado en la propiedad que tienen las sustancias de dilatarse (aumentar de volumen)
cuando se calientan o de contraerse (disminuir el volumen) cuando se enfrían.
En general, se utilizan líquidos que cambian su volumen uniformemente con la variación
de temperatura. Igualmente se pueden utilizar sólidos, pero presentan el inconveniente de
dilatarse muy poco por cada grado que aumenta la temperatura. Por su parte, los gases
serían la mejor sustancia termométrica por su gran coeficiente de dilatación, aunque
presentan el inconveniente de que sus volúmenes no solo dependen de la temperatura,
sino también de la presión que soportan.
En la práctica, el líquido más empleado es el mercurio porque su volumen varía
uniformemente con la temperatura, su capacidad calórica es pequeña y la diferencia entre
Clasificación:
1) Termómetro de vidrio o de líquidos:
Hechos con vidrio sellado, muestra la temperatura por medio del nivel al que llega el
mercurio o alcohol en una escala graduada. Estos líquidos se dilatan y contraen debido a
los cambios de temperatura. Generalmente, la escala de medición que usa es Celsius,
aunque también se puede expresar en grados Fahrenheit. Actualmente estos termómetros
contienen alcohol coloreado debido al peligro que significa el contacto con el mercurio.
Pirómetro
Termómetro Clínico
Tiene una escala que se extiende entre 35 y 42 ºC, con intervalos de 0,1 ºC. Presenta la
particularidad de que la columna mercurial se detiene en el punto más alto que alcanza,
sin que descienda al retirarlo de la axila.
Está constituido por un bulbo alargado, que se prolonga en un tubo capilar, a través del
cual se desplaza el mercurio al dilatarse por el calor del cuerpo. Este tubo presenta un
estrechamiento en su parte inferior que permite el pasaje del mercurio del bulbo cuando
se calienta, pero impide el retroceso una vez que ha pasado al capilar. Para que el mercurio
vuelva al bulbo es necesario sacudirlo enérgicamente varias veces.
Escalas termométricas:
Existen diferentes escalas termométricas que establecen valores de temperatura como
ser:
1. Escala de Celsius:
Como el agua funde a la misma temperatura y lo mismo sucede al hervirla en las mismas
condiciones de presión, Celsius eligió como puntos fijos de temperatura los que
corresponden a la fusión y a la ebullición del agua pura respectivamente. Entonces
establece el 0 ºC como punto inferior (corresponde al punto de fusión del agua) y los 100
ºC como punto superior (corresponde al punto de ebullición del agua), quedando la escala
dividida en 100 partes iguales, presentando cada una de ellas una variación de 1 ºC.
Esta escala puede continuarse por encima de los 100 ºC y por debajo del 0 ºC, en este
último caso la temperatura se expresa mediante números negativos. (Por ejemplo: - 10 ºC
significa 10 ºC bajo cero)
2. Escala de Fahrenheit:
NOTA: los puntos fijos son estados térmicos perfectamente definidos y constantes
para una determinada presión atmosférica. Existe un punto fijo superior y otro
inferior.
CALOR
Todos los cuerpos o sistemas materiales tienen asociada una energía interna que permite
conocer y caracterizar sus propiedades. El calor es una forma de intercambio de energía
desde el cuerpo de mayor temperatura hacia el de menor temperatura.
Por ejemplo, cuando se deja olvidada una taza con café recién preparado sobre la mesa
de la cocina, luego de un cierto tiempo se enfría dado que entre el café y el aire que rodea
la taza se produjo un intercambio de energía. El café recién preparado a mayor
temperatura que el aire del ambiente que rodea a la taza transfirió energía (en forma de
calor) al medio.
Una forma de intercambiar energía entre dos cuerpos o sistemas materiales es por calor.
Siempre que dos o más cuerpos que se encuentran a distintas temperaturas se ponen en
Los cuerpos no tienen frío o calor sino que poseen cierta energía interna que puede variar,
por ejemplo cuando entran en contacto con otros cuerpos de diferentes temperaturas.
Esta transferencia de energía sin desplazamiento de materia desde zonas de un cuerpo que
se encuentra a mayor temperatura a las de menor temperatura se denomina conducción.
Algunos materiales presentan la propiedad de ser mejores conductores del calor que otros.
Los malos conductores del calor se denominan aislantes (aunque cabe aclarar que la
aislación nunca es perfecta).
Los metales en general son mejores conductores del calor que otros materiales como la
madera, el vidrio, el corcho, el telgopor, etc. Es por eso que, por ejemplo, se suele usar
madera en los mangos de los utensilios de cocina para minimizar la transferencia de calor
y evitar quemaduras en la piel.
de las habitaciones que se desean calefaccionar sino también el fenómeno físico que se
denomina transmisión de calor por convección.
La temperatura del aire puede ser influida por la propiedad de la superficie terrestre, hecho
que es muy relevante para algunos estudios meteorológicos. Estas corrientes convectivas
que naturalmente se forman en la atmósfera son factores que tienen en cuenta por ejemplo
las aves, y los deportistas que aprovechan las condiciones del
aire para elevarse. Esto ocurre dado que al encontrarse con una
masa de aire caliente ascienden con más facilidad, y de esta
forma “ahorran” energía y pueden mantenerse en vuelo
planeando sin tanto esfuerzo.
-Radiación: En este caso, la energía se transfiere desde la fuente al receptor por ondas
electromagnéticas que se caracterizan porque no necesitan un medio material de
propagación. A
diferencia de las
ondas mecánicas,
pueden hacerlo en
el vacío.
Calor específico
Las sustancias tienen distintas capacidades de absorber energía en forma de calor, ya que
frente a la misma cantidad de calor, sus temperaturas varían en formas diferentes. Por
ejemplo, si se entrega igual cantidad de calor a una cuchara de aluminio y a una masa
equivalente de agua, al cabo de un cierto tiempo se podrá observar que la cuchara registra
un mayor aumento de temperatura que el agua.
ejemplo, el calor específico del agua es 1 cal/g °C, lo que significa que cada gramo de
agua necesita intercambiar una caloría para variar su temperatura un grado Celsius. El
agua tiene una mayor capacidad de almacenar energía que muchas otras sustancias. Por
tal razón, una pequeña masa de agua absorbe una gran cantidad de calor, con un aumento
relativo de temperatura bastante pequeño. Por el mismo motivo se puede explicar que el
agua se enfría más lentamente que otras sustancias. Es por esto que el agua se usa como
refrigerante en muchas maquinarias o sistemas, como por ejemplo los automóviles.
La unidad elegida para medir la cantidad de energía es el joule(J), aunque existe otra
unidad muy utilizada, la caloría (cal) que se define como la cantidad de calor necesario
para que un gramo de agua pura pase de 14,5 °C a 15,5 °C . En alimentación y nutrición
se suelen usar mucho las calorías para medir el valor energético de los
alimentos. Se utiliza la Cal (escrita con mayúscula) donde:
Calorimetría
Q = Ce · m · ΔT
Es decir que la cantidad de calor que intercambian dos cuerpos del mismo material, pero
de masas diferentes, para variar de igual manera sus temperaturas, depende de sus masas.
Por ejemplo, si se entrega la misma cantidad de calor a 500 g de agua y luego a 1000 g
de agua que inicialmente se encuentran a temperatura ambiente, se espera que la variación
Q2 = – Q1
2) Suponga que cuenta con dos vasos, el vaso A y el vaso B, cada uno con 100 ml de agua
a 30ºC. En el vaso A se introduce un clavo calentado a 1000°C y en el vaso B se añade
100 ml de agua a 100ºC. ¿en qué vaso la temperatura asciende más? ¿Por qué?
3) Calcule:
a) ¿Cuál es el Ce de una sustancia pura cuya masa es de 20 g, si absorbe 2093 J para
pasar de 20ºC a 200ºC?
b) ¿Qué cantidad de calor pierden 100 g de agua al enfriarse de 90ºC a 20ºC?
c) ¿Cuál es la variación de temperatura que experimenta una masa de 15 g de hierro
(Ce = 460 J/kgºC) si ha absorbido una cantidad de calor de 1200 J?
d) ¿Cuál es el calor de fusión del cromo si una masa de 15 g del mismo requiere 2009
J para fundirse totalmente?
d) Un trozo de hierro y uno de madera están en una habitación en la que hay una
determinada temperatura. ¿Cuál es la causa por la que el trozo de hierro se siente
más frío al tocarlo que el trozo de madera?
e) Si un albañil quiere construir una pared que tienda a impedir el paso del calor,
¿usaría ladrillos comunes o huecos? ¿Por qué?
Procedimiento:
PARTE A:
PARTE B:
Responder:
1. contestar las siguientes preguntas en función del resultado obtenido en los ensayos
de la PARTE A
a) ¿la temperatura inicial y final del agua en ambos recipientes es la misma?
b) ¿necesitaron igual cantidad de calor para alcanzar la temperatura final?
c) La energía interna del agua en ambos recipientes es la misma? ¿Por qué?
PARTE A
Procedimiento:
Ti (temp
inicial)
Tf (temp
final)
Variación de
temperatura
PARTE B
Procedimiento:
1. En un recipiente que contiene agua en ebullición introducir masas iguales (por ejemplo
50 gramos) de hierro, cobre y aluminio.
2. Dejar un tiempo para que los metales tomen la temperatura del agua
3. En tres vasos de precipitado colocar 100 cc de agua, registrar la temperatura e introducir
los metales calientes.
4. Medir la temperatura alcanzada en cada vaso. ¿Qué metal produjo mayor variación de
temperatura?, ¿Por qué?
Calcular la cantidad de calor absorbido (Q) por cada una de las sustancias ensayadas.
(Buscar en las tablas los valores de los calores específicos.
Procedimiento:
Responder:
1. definir calor
2. definir calor específico e indicar sus unidades
Materiales: tubo de ensayo, trocitos de hielo, una moneda, agua, mechero, pinza.
Procedimiento:
Procedimiento:
c. Colocar el recipiente al fuego hasta que hierva (Repetir todo el procedimiento con
yerba)
Materiales: dos latitas de gaseosas vacías, un poco de agua, pintura o cartulina negra,
mechero, termómetro
Procedimiento:
a. Tomar una de las latas y pintarla de negro o fórrela con la cartulina negra
d. Poner a calentar a la misma distancia, las dos latas cerca del mechero
a) Sentimos en la mano cómo se calienta una cuchara metálica si se usa para revolver un
guiso en preparación
2. ¿Cuál es la función de cortar en trozos muy pequeños a los alimentos para cocinarlos?
3. ¿Por qué introduciría una varilla metálica en un trozo de carne que aún está crudo?
4. ¿es verdad que en la cocción del horno microondas el calor llega a cada punto del
alimento?
6. ¿Por qué se usa masilla para fijar los vidrios de las ventanas, en vez de emplear
adhesivos más firmes?
7. ¿Qué vasos se rompen más fácilmente al echarles agua caliente, los de paredes gruesas
o los de paredes finas?
8. ¿Cuál es el fundamento del método de cocción llamado baño María, por que el
recipiente con el alimento a cocinar se introduce dentro de otro que contiene agua,
colocado sobre el fuego?
10. ¿en qué condiciones enfría más la heladera, cuando tiene mucho hielo o cuando ha
sido descongelada recientemente?
11. Muchos animales se acurrucan para protegerse del frío. ¿Qué utilidad les brinda esa
estrategia?
12. ¿para mantener caliente una sopa, hay que servirla en plato de loza o de metal?
14. ¿Por qué se usa agua en los radiadores de los autos y no otra sustancia?
1. ¿Qué cantidad de calor absorbe una masa de 50 g de acero que pasa de 50 °C hasta
140 °C?
2. ¿Cuál es la variación de temperatura que sufre una masa de 200 g de aluminio que
absorbe 1000 cal?
3. Calcular la masa de mercurio que paso de 20 °C hasta 100 °C y absorbió 5400 cal
4. Una masa de 30 g de cinc está a 120 °C y absorbió 1,4 kcal ¿Cuál será la temperatura
final?
6. ¿Qué cantidad de calor absorbió una masa de 4 g de cinc al pasar de 20 °C a 180 °C?
7. Una masa de plomo de 350 g absorbió 1750 cal. Calcular la variación de temperatura
que sufrió
10. Calcular que cantidad de calor hay que entregarle a una masa de 3 kg de agua para
calentarla de 20 a 100 ºC. Ídem para 3 Kg de hierro.
11. . Calcular la cantidad de calor que se requiere para cambiar 100 gramos de hielo a –
15°C en agua a 0°C.
12. Calcular la cantidad de calor que se requiere para cambiar 100 gramos de hielo a -
10°C en vapor a 130 °C.
14. Se utilizan 2 Kcal para calentar 600°C de una sustancia desconocida de 15°C a
40°C.¿Cuál es el calor específico de la sustancia?
16. ¿Qué cantidad de calor absorberán 200 ml de etanol cuando su temperatura aumenta
de 25 ºC a 70 ºC, sabiendo que el calor específico del etanol vale 2450 Jkg –1 K –1 y su
densidad es 810 kgm –3 ?
20. Se utilizan 8360 J para calentar 600 g de una sustancia desconocida de 15°C a 40°C.
¿Cuál es el calor específico de la sustancia?
DILATACIÓN
Cabe aclarar que el coeficiente de dilatación de los materiales varia ligeramente con la
temperatura, es decir que un cuerpo no se dilata exactamente de la misma manera al pasar
de 10°C a 20°C, que cuando pasa de 90°C a 100°C, aunque en ambos casos la variación
de temperatura haya sido la misma
1. Dilatación Lineal
Si el cuerpo posee un largo superior a sus otras dos dimensiones, ancho y espesor,
como por ejemplo una varilla, un alambre, etc., al someterlo a la
fuente de calor, el mismo sufrirá notoriamente solo un aumento
de su longitud.
∆L = L0 . α . ∆T
Lf = L0 ( 1+α ∆T)
∆L: variación de la longitud (Lf – L0), si es + el cuerpo se expande, pero si es
– el cuerpo s contrae.
L0: longitud inicial
α: coeficiente de dilatación lineal °C-1 (constante que depende del material)
∆T: variación de temperatura.
2. Dilatación Superficial
Si el cuerpo posee una gran superficie comparándola con sus otras
dimensiones, por ejemplo una chapa, el vidrio de una ventana, etc.
Al exponerlo a la fuente de calor este aumentará notoriamente su
largo y ancho
∆S = S0. β . ∆T
Sf= S0 . (1 + β . ∆T)
∆S: variación de la superficie (Sf – S0)
S0: superficie inicial
β: coeficiente de dilatación superficial °C-1 (es una constante que depende del material y
es aproximadamente el doble de α)
∆T: variación de temperatura
Una masa gaseosa contenida en un recipiente y expuesta a una fuente de calor experimenta
variación de volumen y también de presión.
La presión, el volumen y la temperatura se denominan las variables de estado de un gas.
Guía de ejercicios Nº " Dilatación"
1. ¿Cuál será la longitud de un hilo de cobre de 53°C, si a 273°K su longitud era de
1300 m?
2. Se tienen dos varillas de acero. La primera tiene 1 m de longitud a 0°C y la otra a
los 30°C. ¿Cuál será la diferencia de longitud a 18°C?
3. ¿Cuál será el coeficiente de dilatación lineal de un metal, si una esfera del mismo
de 8 cm de diámetro sufre un aumento de volumen de 32,05 cm3 al pasar de 13°C
a 81°C?
4. Una plancha de aluminio de 15 dm por 3 m es calentada desde 2°C hasta 50°C.
Se desea saber la superficie final y cuál fue el aumento de la misma
5. Un tubo tiene una longitud de 998 mm a 18°C. Se pasa por el vapor de agua a
98,5°C y se alarga 1,34 mm. ¿Cuál será el coeficiente de dilatación de ese
material?
6. Una cinta métrica de acero es exacta a 0°C. Se efectuó una medición de 500 dm
un dia en que la temperatura es de 305°K. ¿Cuál es su valor real?
7. Una viga de hierro tiene a 34°C una longitud de 8,003264 m. ¿Qué longitud tendrá
a 0°C?
8. Una esfera de bronce de 33,5 cm3 de volumen sufre un aumento de temperatura
de 42°C. ¿Cuál es el aumento de volumen si el α del bronce es de 0,0000156 1/°C?
9. Una plancha de zinc tiene a 140°F una superficie de 17,05916 m2. ¿Qué superficie
tendrá a 0°C?
10. El volumen de una esfera de plata a 120°C es de 3072,433 cm3. ¿Qué volumen
tendrá a 53,6°F?
11. Una varilla de cobre tiene 2 m de longitud. Calcular qué longitud deberá tener una
varilla de hierro tal que se produzca la misma dilatación lineal en ambas varillas
si la temperatura varía entre 0°C y 80°C
12. Calcular la longitud de una varilla de hierro a 70°C sabiendo que a 20°C es de 40
cm.
13. Determinar la temperatura a la que debe estar la varilla del problema anterior para
medir 40,1 cm
14. ¿Cuánto medirá un alambre de cobre a 40°C, sabiendo que a 273°K mide 3 km?
15. Un tubo tiene una longitud de 998 mm a 42°F. Se hace pasar por el vapor de agua
a una temperatura de 98,5°C y se alarga 1,34 mm. ¿Cuál es el coeficiente de
dilatación de ese material?
1° Trimestre:
Leer con atención la teoría, si es necesario consultar el siguiente enlace:
https://www.youtube.com/playlist?list=PLeySRPnY35dHXk06Dmhhsb9q2X7p
boVOR
1°Clase:
- Mencione y explique al menos diez normas de seguridad en el laboratorio.
- Explique como se clasifica el material de laboratorio.
-
2° Clase: Realice los ejercicios de “Notación científica”, que se encuentran en la página
n°4 del módulo.
https://www.youtube.com/watch?v=6Q8sthuPF7g&feature=youtu.be
1°Clase:
-Definir: Densidad, volumen, peso , peso específico y viscosidad .
-Realice las preguntas de la página 22 del módulo.
2°Clase:
-Elabore un breve resumen dando características y usos del material volumétrico.
¿Qué cuidados hay que tener a la hora de utilizarlos?
3°Clase:
-Realice los ejercicios de la página 34.
3° Trimestre:
Leer con atención la teoría, si es necesario consultar los siguientes enlaces:
https://www.youtube.com/watch?v=IYB8G8PFiGg&feature=youtu.be
https://www.youtube.com/watch?v=PW_F_AhQ2P8&feature=youtu.be
1°Clase:
Definir: Calor, equilibrio térmico, calor específico, dilatación y termómetro.
2°Clase:
-Realice la actividad de la página 45.
3°Clase:
- Realice la actividad de la página 50.
4°Clase:
-Investigue las diferencias existentes entre las diferentes escalas termométricas.