Área de Ciencias Naturales LABORATORIO DE FISICA. Física II. Actividad experimental No.1. Propiedades Particulares de la Materia

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1 Área de Ciencias Naturales LABORATORIO DE FISICA Física II ALUMNO(A): GRUPO: EQUIPO: PROFESOR(A): FECHA: CALIFICACION: Actividad experimental No.1 Propiedades Particulares de la Materia EXPERIMENTO No. 1 Determinación de la Densidad 1. OBJETIVO: Determinar algunas propiedades particulares o intensivas de la materia, a través de experimentos con la densidad de sólidos y líquidos, de ciertas sustancias, para distinguirlas de otras propiedades. 2. MATERIALES: Balanza granataria Una probeta de 500 ml Una probeta de 10 ml Una regla graduada Un juego de objetos sólidos (prismas rectangulares, esfera metálica, cubo de metal, un trozo de madera, etc.) Objetos sólidos irregulares Alcohol etílico (el suficiente) Agua (la suficiente) Cualquier otro liquido 3. REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA: Manual de prácticas de física. Carlos Gutiérrez Aranzeta. Mc. Graw Hill. Física 2. Carlos Gutiérrez Aranzeta. Mc. Graw Hill. Física 2; el gimnasio de la mente. Slisko, Josip. Pearson Física General. Héctor Pérez Montiel. Publicaciones Cultural. Fundamentos de Física. Serway y Faughn. Thomson. 1

2 4. ASPECTOS TEÓRICOS: SUBSECRETARÍA DE EDUCACIÓN MEDIA SUPERIOR La materia es aquello que conforma todo lo que existe en el universo está constituida por partículas subatómicas, las que a su vez se encuentran, generalmente, agrupadas en los átomos y en las moléculas. La materia es indestructible y puede ser transformada en energía radiante, así como también ésta es posible cambiarla a materia. Para su estudio, las propiedades de la materia se dividen en generales o extensivas y en particulares o intensivas. Se denominan propiedades generales a las que presentan todos los cuerpos sin distinción; por esta razón, dichas propiedades no permiten diferenciar unas sustancias de otras. También se les llama propiedades extensivas, porque su valor depende de la cantidad de materia presente en ellas. Tal es el caso de la masa, el peso, el volumen, el espesor, la longitud, la altura, la inercia, la divisibilidad y la energía. Las propiedades intensivas permiten identificar unas sustancias de otras, en virtud de que cada una tiene propiedades que las distinguen de las demás. Estas propiedades también son denominadas específicas, ya que su valor es independiente de la cantidad de materia. Algunos ejemplos de dichas propiedades son: la densidad, los puntos de fusión y ebullición, la solubilidad, el índice de refracción, la temperatura, el color, la acidez, la dureza y la presión de vapor, entre otros, su valor es particular para cada sustancia, lo que permite identificarlas y diferenciarlas. La densidad, conocida también como masa específica, se define como la cantidad de masa de una sustancia que es capaz de desplazar un cierto volumen y su cociente resulta de dividir la masa de una sustancia dada entre el volumen que ocupa. La expresión matemática para calcular la densidad es: Donde: m es la masa del objeto medida en g o kg V es el volumen que ocupa dicho cuerpo medido en cm 3 o m 3 es la densidad o masa especifica medida en o 5. CUESTIONARIO: 1. Cómo se define a la materia? 2. Define el concepto de: propiedades generales de la materia. 2

3 3. De qué otra manera se llaman las propiedades generales de la materia? 4. Escribir 5 ejemplos de propiedades generales de la materia. 5. Define el concepto de: propiedades específicas. 6. De qué otra forma se denominan las propiedades específicas de la materia? 7. Escribir 5 ejemplos de propiedades específicas de la materia. 8. Describir con palabras la expresión matemática para calcular la densidad. 3

4 6. PROCEDIMIENTO: SUBSECRETARÍA DE EDUCACIÓN MEDIA SUPERIOR Determinación de la densidad de cuerpos regulares: a) Determinar la masa de cada uno de los cuerpos regulares empleando la balanza granataria y enseguida con la regla realizar las mediciones necesarias para cada cuerpo, a fin de encontrar su volumen aplicando - según la forma- la fórmula respectiva. Observar las siguientes figuras: b) Anota los resultados de tus mediciones para la masa, y el valor que obtuviste al calcular el volumen de los cuerpos regulares en la tabla de la sección de resultados. c) Con los valores obtenidos de la masa y el volumen, determina la densidad de cada uno de los cuerpos regulares, aplicando la expresión matemática para determinar la densidad. Determinación de la densidad de cuerpos irregulares: d) Determinar la masa de cada uno de los cuerpos irregulares empleando la balanza granataria. e) Determina su volumen, para ello emplea el procedimiento del siguiente ejemplo: Ejemplo. 4

5 1. Se introduce el objeto en la probeta con una cantidad conocida de agua, y se mide el desplazamiento de agua que provoca el objeto irregular: 2. Al introducir el objeto al recipiente el agua sube su nivel marcando un volumen mayor. Antes de introducirlo el volumen del agua marcaba 9 cm 3 por lo que la diferencia de volumen se debe al objeto. 3. El volumen del objeto se obtiene restando el volumen del agua, con el objeto, menos el volumen del agua sin el objeto: V = 11 cm 3-9 cm 3 = 2 cm 3 Por lo tanto el objeto tiene un volumen de 2 cm 3. Este método es bastante sencillo, pero es útil solo para objetos pequeños que no absorben el líquido en el que son sumergidos. No es posible usarlo para medir el volumen de una pirámide, como la del Sol en Teotihuacán, por ejemplo. f) Anota tus resultados en la tabla de la sección de resultados. Determinación de la densidad de líquidos: g) Medir con la balanza granataria la masa de la probeta de 10 ml (10 cm 3 ), que se empleará durante esta parte del experimento. 5

6 h) Agregarle agua hasta la marca de 10 cm 3, y vuelve a medir la masa de la probeta con el líquido; al restarle a esta masa la de la probeta vacía, se encontrará la masa únicamente de los 10 cm 3 de agua. i) Determinar el valor de la densidad del agua, al dividir su masa entre su volumen. Anota tus resultados en la tabla de la sección de resultados. j) Repetir los pasos anteriores para determinar la densidad de los otros líquidos. Anota tus resultados en la tabla de la sección de resultados. 7. RESULTADOS: Determinación experimental de la densidad Sustancia Masa (g) Volumen (cm 3 ) ( ) Líquidos Solido irregular Solido regular 6

7 8. CONCLUSIONES: De acuerdo con los resultados obtenidos, Qué sustancias son más densas?, a que crees que se deba. EXPERIMENTO No. 2 Determinación del punto de fusión. 1. OBJETIVOS: Determinar algunas propiedades particulares o intensivas de la materia, a través de experimentos con los puntos de ebullición y fusión de ciertas sustancias, para distinguirlas de otras propiedades. 2. MATERIALES: Tripee Tela de alambre con centro de asbesto Mechero de Bunsen Vaso de precipitados de 400 ml Tubo de ensayo de 20x200 mm con tapón de hule monohoradado Termómetro Agua Naftalina Cronómetro 3. REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA: Manual de prácticas de física. Carlos Gutiérrez Aranzeta. Mc. Graw Hill. Física 2. Carlos Gutiérrez Aranzeta. Mc. Graw Hill. Física 2; el gimnasio de la mente. Slisko, Josip. Pearson Física General. Héctor Pérez Montiel. Publicaciones Cultural. Fundamentos de Física. Serway y Faughn. Thomson. 7

8 4. ASPECTOS TEÓRICOS: SUBSECRETARÍA DE EDUCACIÓN MEDIA SUPERIOR El punto de fusión es la temperatura a la cual una sustancia sólida comienza a licuarse estando en contacto íntimo con el estado líquido resultante. A una presión determinada, cada sustancia se funde y se solidifica a la misma temperatura, llamada punto de fusión. A cierta presión, independientemente de la cantidad de sustancia que se tenga, el punto de fusión será el mismo ya sea 1 g. o millones de toneladas. Cuando la presión aumenta, el punto de fusión de una sustancia también se eleva, excepto el agua, ya que ésta al aumentar la presión disminuye su punto de fusión. 5. CUESTIONARIO: 1. Definir el punto de fusión de una sustancia. 2. Qué factores afectan el punto de fusión de una sustancia? 6. PROCEDIMIENTO: a) Montar el dispositivo mostrado en la siguiente figura. b) Agregar unos trozos de naftalina y en el tubo de ensayo, coloca el tapón de hule con un termómetro previamente insertado en la monohoradación, puesta de tal manera que se facilite la lectura de la escala de temperatura del termómetro. c) Sumergir el tubo de ensayo en el vaso de precipitado con agua para calentarlo a baño María. Encender el mechero de Bunsen y calentar el agua. d) Medir cada minuto la temperatura de la naftalina, conforme la temperatura del agua se incrementa, hasta que la naftalina cambie su estado de agregación, de solido a liquido, es decir hasta que se funda. Retirar el mechero y apagarlo. 8

9 e) Registrar los datos obtenidos en el cuadro correspondiente en la sección de resultados. 7. RESULTADOS: Punto de fusión y solidificación de la naftalina (experimentales) Tiempo (min.) Temperatura (ºC) 8. CONCLUSIONES: De acuerdo con los resultados obtenidos, A Qué temperatura se lleva a cabo el cambio de fase de la naftalina?, si esta tuviera impurezas, Cómo crees que sería su punto de fusión?, explica brevemente. EXPERIMENTO No. 3 Determinación del punto de ebullición. 1. OBJETIVOS: Determinar algunas propiedades particulares o intensivas de la materia, a través de experimentos con los puntos de ebullición y fusión de ciertas sustancias, para distinguirlas de otras propiedades. 9

10 2. MATERIALES: Tripee Tela de alambre con centro de asbesto Mechero de Bunsen Vaso de precipitados de 400 ml Termómetro Agua Cronometro 3. REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA: Manual de prácticas de física. Carlos Gutiérrez Aranzeta. Mc. Graw Hill. Física 2. Carlos Gutiérrez Aranzeta. Mc. Graw Hill. Física 2; el gimnasio de la mente. Slisko, Josip. Pearson Física General. Héctor Pérez Montiel. Publicaciones Cultural. Fundamentos de Física. Serway y Faughn. Thomson. 4. ASPECTOS TEÓRICOS: A una presión determinada, la temperatura a la que un líquido comienza a hervir recibe el nombre de punto de ebullición. La ebullición también se define como el fenómeno que ocurre cuando la presión de vapor de un líquido se iguala con la presión atmosférica y a su vez la presión de vapor es la presión ejercida por un gas sobre un líquido cuando está en equilibrio con la misma. 5. CUESTIONARIO: 1. Definir el punto de ebullición de una sustancia. 2. Qué factores afectan el punto de ebullición de una sustancia? 10

11 6. PROCEDIMIENTO: SUBSECRETARÍA DE EDUCACIÓN MEDIA SUPERIOR a) Montar el dispositivo mostrado en la siguiente figura. b) Agregar agua al vaso de precipitados hasta la mitad. c) Registrar la temperatura inicial del agua en el vaso de precipitados, registrar el valor en la sección de resultados. d) Encender el mechero de Bunsen e iniciar el calentamiento del agua, medir su temperatura cada minuto, registrar sus valores en la sección de resultados. e) Cuando comience a hervir el agua anotar la temperatura y continuar calentando después que entre en ebullición. Registrar la temperatura, apagar el mechero. 7. RESULTADOS: Punto de ebullición del agua (experimental) Tiempo (min.) Temperatura (ºC) 8. CONCLUSIONES: De acuerdo con los resultados obtenidos, A qué temperatura se lleva a cabo el cambio de fase del agua?, si ésta tuviera impurezas, Cómo crees que sería su punto de ebullicion?, explica brevemente. 11