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UNIVERSIDAD AUTONOMA DE NUEVO LEON

Escuela Preparatoria Num

(2)

!

S

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(4)

F I S I C A IV

o o A J r j y a A O H S Í U

(5)

L _ C ,

V . 4

S u o L

^ t . - L

gpUDQ universitario

153534

El p r e s e n t e C u a d e r n o de P r á c t i c a s , a l i g u a l q u e , e l C u a d e r n o d e P r á c t i c a s d e F í s i c a I I I , c o n t i e n e 10 C u e s t i o n a r i o s , los c u a l e s d e b e -r á n s e -r c o n t e s t a d o s e n su c o -r -r e s p o n d i e n t e p r á c t i c a , c o n el f i n de q u e se t e n g a c o n o c i -m i e n t o a c e r c a d e lo q u e se v a a t r a t a r y r e a

l i z a r e n c a d a u n a de e l l a s , a n t e s de l l e v a r s e a c a b o .

El o r d e n y c o n t e n i d o d e é s t e c u a d e r n o e s t á n b a s a d o s e n el a v a n c e t e m á t i c o d e l c u r s o de -F í s i c a IV q u e s e r á t r a t a d o e n el a u l a .

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O B J E T I V O G E N E R A L

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PRACTICA No. 1 • Página

TITULO.- Temperaturas CAracterísticas 1

OBJETIVO.- Determinar el punto de fusión y de ebullición del agua, así como medir las temperaturas -de una mezcla -de: Hielo-Sal y de Hielo-Cloruro de Amonio.

PRACTICA No. 2

TITULO.- Curvas de Enfriamiento

OBJETIVO.- Obtener las curvas de enfria-miento de dos termómetros.

.PRACTICA No. 3

TITULO.- Punto de Fusión y Calor de Fusión 12

OBJETIVO.- Encontrar el punto de fusión del Naftaleno y el Calor de Fusión del hielo.

PRACTICA No. 4

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Página jJETIVO.- Determinar el Calor específico

del cobre.

PRACTICA No. 5

TITULO.- Transferencia de Calor 28

OBJETIVO. Hacer demostraciones de cada -uno de los tres métodos de transferencia de calor.

PRACTICA No. 6

TITULO.- Fenómenos Electrostáticos. 38

OBJETIVO.- Electrizar algunos objetos por frotamiento, por contacto y — por inducción, observando y ex plicando sus propiedades.

PRACTICA No. 7

TITULO.- Máquinas Electrostáticas 45

OBJETIVO. Hacer algunas demostraciones -de electrización estática m e — diante el uso del Van de Graaf.

PRACTICA No. 8

TITULO.- El Muítimetro y Fuentes de co

rriente directa. 54

OBJETIVO.- Explicar el manejo del Multí-metro y medir la fem de pilas

y baterías primarias, en s e — rie y en paralelo.

PRACTICA No. 9

TITULO.- Resistencias, Conductores y Aisladores eléctricos.

0 3 J E T I V 0 U a a r el Ohmetro para medir la resistencia de conductores — eléctricos y de circuitos; s_e rie, paralelo y serie

parale-lo de resistencias eléctricas

PRACTICA No.10

TITULO.- Corriente eléctrica y caida de tens ión.

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CUESTIONARIO No. 10

CUESTIONARIO No. 9

CUESTIONARIO No. 8

CUESTIONARIO No. 7

CUESTIONARIO No. 6

CUESTIONARIO No. 5

CUESTIONARIO No. 4

CUESTIONARIO No. 3

CUESTIONARIO No. 2

CUESTIONARIO No. 1

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TITULO.- T e m p e r a t u r a s C a r a c t e r í s t i c a s

OBJETIVO.- Determinar el punto de fusión y de ebullj^ c i ó n d e l a g u a , a s í c o m o m e d i r las --t e m p e r a --t u r a s d e u n a m e z c l a d e :

H i e l o S a l y d e H i e l o C l o r u r o de A m o -n i o .

MATERIAL.- Agua d e s t i l a d a , h i e l o t r i t u r a d o , s a l de c o m e r , c l o r u r o d e a m o n i o , u n v a s o de p r e c i p i t a d o s de 2 5 0 M i s . , un t r i -p l e , u n m e c h e r o y su m a n g u e r a , t r e s r e c i p i e n t e s c o n o r i f i c i o de s a l i d a , t r e s v a s i t o s d e 1 2 5 M i s . , u n a t e l a -d e a s b e s t o y t r e s t e r m ó m e t r o s .

(10)

CUESTIONARIO No. 10

CUESTIONARIO No. 9

CUESTIONARIO No. 8

CUESTIONARIO No. 7

CUESTIONARIO No. 6

CUESTIONARIO No. 5

CUESTIONARIO No. 4

CUESTIONARIO No. 3

CUESTIONARIO No. 2

CUESTIONARIO No. 1

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TITULO.- T e m p e r a t u r a s C a r a c t e r í s t i c a s

OBJETIVO.- Determinar el punto de fusión y de ebullj^ c i ó n d e l a g u a , a s í c o m o m e d i r las --t e m p e r a --t u r a s d e u n a m e z c l a d e :

H i e l o S a l y d e H i e l o C l o r u r o de A m o -n i o .

MATERIAL.- Agua d e s t i l a d a , h i e l o t r i t u r a d o , s a l de c o m e r , c l o r u r o d e a m o n i o , u n v a s o de p r e c i p i t a d o s de 2 5 0 M i s . , un t r i -p l e , u n m e c h e r o y su m a n g u e r a , t r e s r e c i p i e n t e s c o n o r i f i c i o de s a l i d a , t r e s v a s i t o s d e 1 2 5 M i s . , u n a t e l a -d e a s b e s t o y t r e s t e r m ó m e t r o s .

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I N T R O D U C C I O N . - L a L e y c e r o d e la termodinárai-°c a e s t a b l e c e : P a r a q u e d o s o irás c u e r p o s e s

-tén en e q u i l i b r i o t é r m i c o , es n e c e s a r i o y s u -f i c i e n t e q u e s u s t e m p e r a t u r a s s e a n i g u a l e s .

C o m o se v e , la t e m p e r a t u r a es la c a r a c t e r í s t i ca f u n d a m e n t a l d e d i c h a L e y .

La t e m p e r a t u r a es u n a p r o p i e d a d g e n e r a l de la m a t e r i a , q u e s e d e f i n e c o m o : L a m e d i d a r e l a t i v a q u e d e t e r m i n a , q u e t a n c a l i e n t e o f r í o se e n c u e n t r a u n c u e r p o d a d o .

P u é s b i e n , a l p o n e r e n c o n t a c t o u n c u e r p o c a l i e n t e y u n c u e r p o f r í o , d e s p u e s de t r a n s c u -r -r i -r u n t i e m p o d e t e -r m i n a d o , d i c h o s c u e -r p o s --h a b r á n a l c a n z a d o u n a t e m p e r a t u r a i n t e r m e d i a e i g u a l p a r a a m b o s d o s .

S u p o n g a m o s q u e u n o de los c u e r p o s s e a u n 'ter-m ó 'ter-m e t r o y el o t r o s e a u n c u e r p o c u a l e s q u i e r a . D e s p u é s de u n b r e v e t i e m p o , ios d o s : T e r m ó m e t r o y c u e r p o l l e g a r á n a un e q u i l i b r i o t é r m i -c o , es d e -c i r , t e n d r á n la m i s m a t e m p e r a t u r a .

L o s t e r m ó m e t r o s s o n d i s p o s i t i v o s e m p l e a d o s --p a r a m e d i r la t e m --p e r a t u r a y --p u e d e n s e r : d e M e r c u r i o , de G e s , E l é c t r i c o s , O p t i c o s , e t c .

T o d o t e r m ó m e t r o e m p l e a u n a s u s t a n c i a e n su i_n t e r i o r , l l a m a d a : S u s t a n c i a t e r m o m e t r i c a , c u y a p r o p i e d a d d e b e v a r i a r l i n e a l m e n t e c o n la t e m -p e r a t u r a , r e c i b i e n d o e l n o m b r e d e : P r o -p i e d a d T e r m o m é t r i c a .

T o d a s las s u s t a n c i a s t i e n e n t e m p e r a t u r a s q u e las c a r a c t e r i z a n , corre s e n : L a t e m p e r a t u r a d e f u s i ó n y la t e m p e r a t u r a de e b u l l i c i ó n . E l v a lor de e s t a s t e m p e r a t u r a s d e p e n d e n de la p r e -s i ó n a q u e s e e n c u e n t r e n s o m e t i d a s las sus t a n c i a s . P o r lo g e n e r a l , d i c h a s t e m p e r a t u r a s se d e t e r m i n a n a la p r e s i ó n a t m o s f é r i c a .

La t e m p e r a t u r a de f u s i ó n es a q u e l l a en la c u a l , u n s ó l i d o se t r a n s f o r m a en. l í q u i d o .

La t e m p e r a t u r a de e b u l l i c i ó n es a q u e l l a en la c u a l , un l í q u i d o h i e r v e , c o n v i r t i é n d o s e en v a p o r .

El a g r e g a d o de c i e r t a s s u t a n c i a s al a g u a o a i h i e l o , a l t e r a n sus t e m p e r a t u r a s d e f u s i ó n y

de e b u l l i c i ó n , p o r e j e m p l o : Ai a g r e g a r a l c o -h o l a l a g u a , -h a r á q u e s u p u n t o de c o n g e l a c i ó n

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D E S A R R O L L O D E L A P R A C T I C A . P r e p a r a r u n a m e z -.cla d e h i e l o y s a l de c o m e r;o t r a m e z c l a d e s

h i e l o y c l o r u r o d e a m o n i o y adema's p r e p a r a r -h i e l o t r i t u r a d o s o l a m e n t e .

C o l o c a r u n t e r m ó m e t r o d e m e r c u r i o , e n el c e n -t r o de c a d a e m b u d o , s e g ú n se m u e s -t r a e n el di b u j o g e n e r a l d e l e q u i p o a u s a r , y l u e g o a g r e T g a r :

( a ) L a m e z c l a de h i e l o - s a l d e c o m e r , a u n o d e e l l o s . E s p e r a r a q u e la c o l u m n a d e M e r c u -r i o se m a n t e n g a e n -r e p o s o , p a -r a t o m a -r su t e m p e r a t u r a e s t a b l e , r e s u l t a n d o :

_ ° C .

( b ) L a m e z c l a de h i e 1 o - c l o r u r o d e A m o n i o y l u e g o e s p e r a r a q u e la t e m p e r a t u r a se e s t a b i l i c e , e n c o n t r á n d o s e q u e la t e m p e r a t u -r a d e e s t a m e z c l a es d e :

( O S o l a m e n t e h i e l o t r i t u r a d o , e s p e r a r a q u e la c o l u m n a de M e r c u r i o se m a n t e n g a e s t a b l e , r e s u l t a n d o q u e la t e m p e r a t u r a fue' -d e :

E s t a es la t e m p e r a t u r a de f u s i ó n d e l h i e l o , -p u é s o b s e r v a r á s q u e d u r a n t e el t i e m -p o en q u e

se m a n t u v o e n c o n t a c t o el t e r m ó m e t r o c o n e l -h i e l o , é s t e se e s t u v o f u n d i e n d o p u é s d e su e ^

t a d o s ó l i d o ( a g u a s ó l i d a ) p a s a b a a su e s t a d o l í q u i d o ( a g u a l í q u i d a ) .

E n u n v a s i t o a g r e g a r a g u a d e s t i l a d a a t r e s c u a r t o s de s u v o l u m e n a p r o x i m a d a m e n t e , c o l o c a r l o s o b r e la t e l a d e a s b e s t o d e l t r i p i e y -c a l e n t a r l o h a s t a q u e h i e r v a e l a g u a . E n e s t e m o m e n t o i n t r o d u c i r el t e r m ó m e t r o p a t a m e d i r

-la t e m p e r a t u r a d e l a g u a h i r v i e n d o , r e s u l t a n d o q u e su t e m p e r a t u r a es d e :

E s t a s e r á la t e m p e r a t u r a de e b u l l i c i ó n d e l a g u a a la p r e s i ó n d e l l u g a r e n q u e e s t e s r e a

-l i z a n d o tu p r á c t i c a : E n e -l -l a b o r a t o r i o .

N o t a . L a s t é c n i c a s u s a d a s e n é s t a p r á c t i c a -p a r a e n c o n t r a r l a s t e m -p e r a t u r a s d e f u s i ó n d e l h i e l o y la t e m p e r a t u r a d e e b u l l i c i ó n d e l

(13)

T I T U L O . - C u r v a s de E n f r i a m i e n t o

O B J E T I V O . O b t e n e r l a s c u r v a s d e e n f r i a m i e n -to d e d o s t e r m ó m e t r o s .

M A T E R I A L . - D o s t e r m ó m e t r o s g r a d u a d o s e n déc_i m a s d e g r a d o , u n v a s o d e p r e c i p i

-t a d o s d e 2 5 0 M i s . , u n -t r i p i e , u n a t e l a d e a s b e s t o , u n m e c h e r o y s u m a n g u e r a y d o s c r o n ó m e t r o s d e b o l

s i l l o .

" D I B U J O G E N E R A L D E L E Q U I P O A U S A R "

I N T R O D U C C I O N . D e t o d o s es c o n o c i d o q u e , p a -r a q u e u n o b j e t o a u m e n t e su t e m p e -r a t u -r a , es d e c i r , p a r a q u e s e c a l i e n t e , s e r á n e c e s a r i o q u e a b s o r b a o q u e g a n e : E n e r g í a c a l o r í f i c a , t r a n s f o r m á n d o s e ésta a e n e r g í a i n t e r n a d e l o b -j e t o , d a n d o l u g a r a u n a u m e n t o d e la misma..

M i e n t r a s el o b j e t o e s t é a u m e n t a n d o su e n e r -g í a i n t e r n a a c o s t a d e la e n e r -g í a c a l o r í f i c a q u e e s t á g a n a n d o , su t e m p e r a t u r a irá en a u -m e n t o , -m i e n t r a s no c a -m b i e de f a s e , es d e c i r

q u e n o c a m b i e su e s t a d o f í s i c o .

P u e s b i é n , ¿ q u é v a a s u c e d e r c u a n d o al o b j e -to se le d e j e d e a p l i c a r e n e r g í a c a l o r í f i c a ? E s t e o b j e t o p o r p r i n c i p i o de c u e n t a s , t e r m i -n a r á p o r t e -n e r u -n a t e m p e r a t u r a s u p e r i o r a la t e m p e r a t u r a d e sus a l r e d e d o r e s o de su m e d i o a m b i e n t e . E n t o n c e s , p o r la L e y C e r o d e la --t e r m o d i n á m i c a , e l o b j e --t o y su m e d i o a m b i e n --t e t e r m i n a r á n p o r t e n e r la m i s m a t e m p e r a t u r a , l l e g a n d o a l e q u i l i b r i o t é r m i c o , d e s p u é s d e -u n t i e m p o c o r t o o l a r g o .

(14)

-a m b i e n t e , o s e -a , d e l-a d i f e r e n c i -a d e t e m p e r -a t u r a s e n t r e e l o b j e t o c a l i e n t e y su m e d i o a m b i e n t e ( b ) D e la s u p e r f i c i e e x p u e s t a p o r el o b j e t o c a l i e n t e ( c ) D e l m o v i m i e n t o r e l a t i v o d e l o b j e t o c a l i e n t e y su m e d i o a m b i e n t e ( d ) D e c a r a c t e r í s t i c a s t é r m i c a s t a n t o d e l o b j e t o y d e l m e d i o a m b i e n t e , c o m o s o n : S u s c o n d u c t i v i d a d e s t é r m i c a s y d e sus c o l o r e s e s p e c í f i -c o s , e t -c .

L a r a p i d e z de e n f r i a m i e n t o d e c u e r p o s o s u s -t a n c i a s c a l i e n -t e s , f u é o b j e -t o de e s -t u d i o s — p o r p a r t e d e I s s a c N e w t o n , e l c u a l l l e g ó a -e s t a b l -e c -e r su L -e y d -e -e n f r i a m i -e n t o q u -e d i c -e :

Si la d i f e r e n c i a d e t e m p e r a t u r a s e n t r e u n ob j e t o y su m e d i o a m b i e n t e n o es d e m a s i a d o g r a n d e , la r a p i d e z d e e n f r i a m i e n t o o d e c a -l e n t a m i e n t o , es a p r o x i m a d a m e n t e p r o p o r c i o n a -l a la d i f e r e n c i a d e t e m p e r a t u r a s e n t r e e l o b -j e t o y s u m e d i o a m b i e n t e .

L a e x p r e s i ó n m a t e m á t i c a d e d i c h a L e y , es u n a e c u a c i ó n e x p o n e n c i a l :

a T = e ~K t 2 - 1

A T r e p r e s e n t a la d i f e r e n c i a d e t e m p e r a t u -ras e n t r e e l o b j e t o y su m e d i o a m b i e n t e , d e s p u é s de t r a n s c u r r i r u n t i e m p o t .

* T es la d i f e r e n c i a d e t e m p e r a t u r a s e n t r e o

e l o b j e t o y su m e d i o a m b i e n t e , al c o m i e n z o -d e l es t u -d i o .

K es u n a c o n s t a n t e d e p r o p o r c i o n a l i d a d , c u y o v a l o r d e p e n d e d e los f a c t o r e s a n t e s m e n c i o n a d o s .

e es la b a s e d e l o s l o g a r i t m o s n a t u r a l e s o -n e p e r i a -n o s , c u y o v a l o r e s : 2 . 7 2 .

D E S A R R O L L O DE L A P R A C T I C A . - P o n e r a c a l e n t a r a g u a e n el v a s o d e 2 5 0 M i s .

S e v a a m e d i r la r a p i d e z d e e n f r i a m i e n t o de. ,dos t e r m ó m e t r o s , u n o d e e l l o s se s a c a r á d e l

a g u a c u a n d o su t e m p e r a t u r a s e a d e 5 0 C y el o t r o c u a n d o el a g u a e s t é h i r v i e n d o y se m a n

-t e n g a c o n s -t a n -t e la -t e m p e r a -t u r a de é s -t e s e g ú n do t e r m ó m e t r o .

(15)

C o n los d a t o s q u e se o b t e n g a n l l e n a r las s i -g u i e n t e s t a b l a s :

P R I M E R T E R M O M E T R O

T A B L A 2 - 1

5 0

^ »

amb i en te

t T t T

s e g ) ( ° C ) ( s e g ) ( ° C )

0 50 3 0 0

25 4 0 0

5 0 6 0 0

75 9 0 0

1 0 0 1 2 0 0

1 5 0 1 5 0 0

2 0 0

•°C .

S E G U N D O T E R M O M E T R O

T A B L A 2 - 2

•p o

i n i c i a l = ~ C> A m b i e n t e = °C

T t T t T

L

(seg) (°C) (seg) (°C) (seg)

5 50 700

10 /O 1000

15 100 1500

20 150

25 200

30 300

40 500

T A R E A P A R A T U C A S A . - E n u n a m i s m a h o j a d e --p a --p e l m i l i m é t r i c o , o b t e n d r á s las d o s c u r v a s rh e n f r i a m i e n t o de los t e r m ó m e t r o s u s a d o s ,

>1 g r a f i c a r la t e m p e r a t u r a T c o n t r a e l t i e m -po t de c a d a t a b l a .

a t e m p e r a t u r a T e s t a r á s o b r e el e j e y , el -t i e m p o -t e s -t a r á s o b r e el e j e X .

N o t a I m p o r t a n t e . - C o n s e r v a la h o j a d e p a p e l m i l i m é t r i c o c o n sus dos c u r v a s de e n f r i a m í e n

to , p u é s se r e v i s a r á al t e r m i n a r é s t e c u r s o d e p r á c t i c a s .

(16)

T I T U L O . - P u n t o d e F u s i ó n y C a l o r de F u s i ó n

O B J E T I V O . - E n c o n t r a r el p u n t o de f u s i ó n d e l N a f t a l e ñ o y el C a l o r d e F u s i ó n --d e l h i e l o .

M A T E R I A L . U n t u b o d e e n s a y o , u n t a p ó n m o n o -h o r a d a d o , d o s t e r m ó m e t r o s , u n aro, u n a t e l a de a s b e s t o , un m e c h e r o y su m a n g u e r a , u n v a s o de 2 5 0 M i s . , a g u a d e s t i l a d a , h i e l o , u n a b a l a n -z a , u n c a l o r í m e t r o , p i n -z a p a r a b u r e t a , u n s o p o r t e y u n a g i t a d o r de

0 v i d r i o .

1

" D I B U J O G E N E R A L D E L E Q U I P O A U S A R "

I N T R O D U C C I O N . Si a p l i c a m o s c a l o r a u n s ó l i -d o , 8u t e m p e r a t u r a a u m e n t a , h a s t a q u e se lie ga al p u n t o e n q u e c o m i e n z a a t r a n s f o r m a r s e en l í q u i d o . Si c o n t i n u a m o s a p l i c a n d o c a l o r , o b s e r v a r e m o s q u e la t e m p e r a t u r a d e l s ó l i d o ya n o a u m e n t a m i e n t r a s c o n t i n u é t r a n s f o r m á n -d o s e en l í q u i -d o .

E n d i c h o p u n t o , h a y t r e s c a r a c t e r í s t i c a s q u e s o n : H a y a b s o r c i ó n d e c a l o r p o r p a r t e d e l só l i d o , el s ó l i d o s e c o n v i e r t e e n l í q u i d o y la t e m p e r a t u r a n o c a m b i a .

A t a l t e m p e r a t u r a se le l l a m a : T e m p e r a t u r a -de f u s i ó n d e l s ó l i d o .

A l c a l o r q u e s e a p l i c a al s ó l i d o en d i c h a t e m p e r a t u r a p a r a c o n v e r t i r l o e n l í q u i d o s e -lé l l a m a : C a l o r l a t e n t e d e f u s i ó n .

E l p u n t o d e f u s i ó n o t e m p e r a t u r a de f u s i ó n y el c a l o r de f u s i ó n , s o n c a r a c t e r í s t i c a s o --p r o --p i e d a d e s f í s i c a s q u e d i s t i n g u e n a u n a s u s t a n c i a d e o t r a . E s d e c i r , c a d a s u s t a n c i a p o -s e e u n p u n t o de f u -s i ó n y u n c a l o r d e f u -s i ó n .

(17)

m Lf = Q 3 - 1

L a s u n i d a d e s d e Q s o n c a l o r í a s , l a s d e m s o n g r a m o s y las de Lf s o n c a l / g r . E s t a s u n i d a

-d e s s o n las q u e u t i l i z a r e m o s e n la p r e s e n t e p r á c t i c a .

L a c a n t i d a d de c a l o r Q , p u e d e p r o v e n i r d e -u n a l l a m a , d e -u n c a l e n t a d o r e l é c t r i c o , d e -u n t r a b a j o m e c á n i c o , e t c .

E x i s t e n s u s t a n c i a s s ó l i d a s q u e al a p l i c a r l e s c a l o r , n o se t r a n s f o r m a n e n l í q u i d o s , s i n o q u e d i r e c t a m e n t e p a s a n al e s t a d o d e v a p o r , -l -l a m á n d o s e a é s t e f e n ó m e n o : S u b -l i m a c i ó n . U n a de l a s s u s t a n c i a s q u e p r e s e n t a n e s t e f e n ó m e -no es el I o d o .

D E S A R R O L L O D E L A P R A C T I C A . - E s t a p r á c t i c a , s e h a r á en d o s p a r t e s : E n la p r i m e r a s e d e t e r m i n a r á el p u n t o d e f u s i ó n d e l N a f t a l e n o y e n la s e g u n d a p a r t e , el c a l o r d e f u s i ó n d e l -h i e l o .

P R I M E R A P A R T E . A l v a s o d e 2 5 0 M i s . a g r e g a r -le a g u a h a s t a u n p o c o m á s d e la m i t a d y c o l o c e r i o 3ob r e el a r o s u j e t o al s o p o r t e .

P a s a r el t e r m ó m e t r o p o r e l a g u j e r o d e l t a p ó n

m o n o h o r a d a d o e i n t r o d u c i r l o al t u b o d e e n s a y o , p a r a l u e g o a g r e g a r N a f t a l e n o h a s t a c u b -r i -r el b u l b o d e l t e -r m ó m e t -r o y a j u s t a -r e l tap ó n a l t u b o d e e n s a y o , s u j e t a n d o é s t e al s o -p o r t e -p o r m e d i o d e la -p i n z a -p a r a b u r e t a , á e s _ p u é s de c o l o c a r l o d e n t r o d e l v a s o c o n a g u a , sin t o c a r e l f o n d o . V e r d i b u j o .

C a l e n t a r y o b s e r v a r el N a f t a l e n o . C u a n d o c o m i e n c e a f u n d i r s e , a n o t a r "1a l e c t u r a q u e r e

-g i s t r a el t e r m ó m e t r o , d e b i e n d o p e r m a n e c e r — c o n s t a n t e m i e n t r a s s e e s t é f u n d i e n d o .

D e s d e el m o m e n t o en q u e se c o m e n z ó a c a l e n -tar e l a g u a c o n t e n i d a en el v a s o , la t e m p e r a t u r a d e l N a f t a l e n o

p e r m a n e c i e n d o c o n s t a n t e c u a n d o

s i e n d o su v a l o r __ E s t a es la t e m p e r a t u r a d e f u s i ó n d e l N a f t a l e n o .

(18)

S E G U N D A P A R T E . - U n a v e z e n c o n t r a d o el p u n t o d e f u s i ó n d e l N a f t a l e n o , s a c a r e l t u b o d e e n s a y o d e l a g u a .

P e s a r el v a s o y el a g u a c o n t e n i d a en él ( d e -b e e s t a r c a l i e n t e ) e n la -b a l a n z a .

V a c i a r el a g u a a l c a l o r í m e t r o y p e s a r e l v a -so s i n a g u a . E n t o n c e s la m a s a de a g u a a g r e g a da al c a l o r í m e t r o s e r á la d i f e r e n c i a ;

m = M - m 3 - 2 o

m es la m a s a d e a g u a c a l i e n t e a g r e g a d a a l -o

c a l o r í m e t r o .

H es la m a s a d e l v a s o y a g u a c a l i e n t e ,

fti es la m a s a d e l v a s o s i n a g u a .

M e d i r la t e m p e r a t u r a d e l a g u a d e n t r o d e l c a

-l o r í m e t r o : T = 3 - 3 . o

fresar u n t r o c i t o d e h i e l o c u y a m a s a se r e p r e S e n t a r á p o r n ^ y a g r e g a r l o a l a g u a c a l i e n t e d e l c a l o r í m e t r o .

A n o t a r la m a s a d e l h i e l o :

m0 = g r s 3 - 4

A g i t a r s u a v e m e n t e e l a g u a y su h i e l o c o n u n a g i t a d o r d e v i d r i o h a s t a q u e s e f u n d a c o m p l e t a m e n t e . M e d i r la t e m p e r a t u r a f i n a l : T , u n a v e z q u e se h a y a s a c a d o e l a g i t a d o r y q u e la

t e m p e r a t u r a ya n o c a m b i e , r e s u l t a n d o :

T = ° C 3 - 5

En e s t e p u n t o se d a p o r t e r m i n a d a la s e g u n d a p a r t e .

A c o n t i n u a c i ó n a n o t a r los s i g u i e n t e s d a t o s :

m-^ = M a s a d e l C a l o r í m e t r o = grs...3-6

Cp l = C a l o r e s p e c í f i c o d e l c a l o r í m e t r o , c u y o

material es de aluminio = — g r ^ o — *3"7

R A Z O N A M I E N T O . I n i c i a l m e n t e , a n t e s d e a g r e -'gar e l h i e l o al c a l o r í m e t r o , su t e m p e r a t u r a

es la m i s m a : T . o

A l e c h a r e l h i e l o a l a g u a c a l i e n t e , é s t a p r o p o r c i o n a r á el c a l o r s u f i c i e n t e p a r a f u n d i r -al h i e l o , h a s t a t r a n s f o r m a r l o c o m p l e t a m e n t e e n a g u a l í q u i d a :

Qh i e l o = " ^ a g u a c a l i e n t e + Calorímetro .3-8

(19)

a b s o r b i e n d o c a l o r d e l a g u a c a l i e n t e , a u m e n t a n d o a s í su t e m p e r a t u r a h a s t a q u e l l e ga u n m o m e n t o e n q u e y a n o a u m e n t a . T a l t e m p e r a t u r a s e r á la m i s m a p a r a el c a l o r í m e t r o c o m o p a r a el a g u a d e l h i e l o y p a r a el a g u a -l í q u i d a o r i g i n a -l . E n t o n c e s e -l c a -l o r t o t a -l ab s o r b i d o p o r el h i e l o , e s t á d a d o p o r :

Qhielo + Qa g u a del hielo= ~( Qag Ua caliente* Qcalorí

metro) 3_9 Sustituyendo c a d a u n a d e las Q , q u e r e p r e s e n -tan c a l o r e s e n g e n e r a l :

m2Lf + m2Cp o( T-0°C ) - " t o V T - V • mlCp l( T-To O

Arreglando e'sta ecuación y despejando Lf:

m2Lf = - L V V - V + mlC Pl( T-To)] - 2G ?o ^ "0°C)

L _ - r ^ V T - y + m iCp l( T . To) ] - m2Cn n( T - Q ° C ) 3

f m2

T A R E A P A R A T U C A S A . S u s t i t u i r c a d a u n a de las l i t e r a l e s d e la e c u a c i ó n 3 1 0 , p o r sus -r e s p e c t i v o s v a l o -r e s d a d a s p o -r :

L a i g u a l d a d 3 - 2 e n e l c a s o d e mQ, la i g u a l

-d a -d 3 - 5 en e l c a s o -d e T , la i g u a l -d a -d 3 - 3 e n a l c a s o d e Tq , l a i g u a l d a d 3_6 e n ^ __

íat y le igualdad 3-7 en el caso de C ^ . En cuanto

i v a l o r de C . q u e c o r r e s p o n d e a 1 e a l o r es p e 1 ^

*•< • í f i c o d e l a g u a . s u v a lo r e s :

C = 1 c a l

p o g r ~ oc

c u l o s .

R e s u l t a n d o q u e : — — - — — -lLJ:—— _

f g r

E s t e es el v a l o r e x p e r i m e n t a l .

E l v a l o r r e p o r t a d o p o r les t e x t o s e s :

L - ' c aj :

(20)

í C u á n t ó f. ií e la d i f e r e n c i a ?

D i v i d e e s t a d i f e r e n c i a e n t r e ei v a l o r r e p o r t a d o p o r los t e x t o s y e l r e s u l t a d o m u l t i p l i c a r l o p o r 1 0 0 . D e é s t e m a n e r a t e n d r e m o s un -p o r c e n t a j e d e e r r o r .

R e s u l t a d o : %

T I T U L O . - C a l o r E s p e c í f i c o

O B J E T I V O . - D e t e r m i n a r e l C a l o r e s p e c í f i c o --d e l c o b r e .

M A T E R I A L . - u n v a s o d e 2 5 0 M i s . , u n a p i e z a de c o b r e , u n h i l o , a g u a d e s t i l a d a , -u n a r o , -u n a t e l a d e a s b e s t o , -u n a p i n z a p a r a b u r e t a , u n m e c h e r o y

-su m a n g u e r a , u n t e r m ó m e t r o , un c a l o r í m e t r o y u n a b a l a n z a .

(21)

I N T R O D U C C I O N . E n l a s pra'cticas a n t e r i o r e s -.s e h a n d e t e r m i n a d o : E l p u n t o d e ebullicio'n

-d e l a g u a , e l p u n t o -d e f u s i ó n -d e l N a f t a l e n o y el c a l o r d e f u s i ó n d e l h i e l o , a h o r a d e t e r m i -n a r e m o s el c a l o r e s p e c í f i c o d e u -n s ó l i d o , em p l e a n d o e l c o b r e c o m o u n a m u e s t r a .

E l c a l o r e s p e c í f i c o , a l i g u a l q u e el p u n t o -de f u s i ó n , el c a l o r -de f u s i ó n y el p u n t o d e e b u l l i c i ó n , es u n a p r o p i e d a d f í s i c a , c a r a c t e r í s t i c a d e c a d a s u s t a n c i a c u y o v a l o r la d i s -t i n g u i r á d e l r e s -t o d e e l l a s .

El c a l o r e s p e c í f i c o s e d e f i n e c o m o : L a c a n t i d a d d e c a l o r q u e h a y q u e a p l i c a r a la u n i d a d de m a s a p a r a e l e v a r e n u n g r a d o u n i d a d su --t e m p e r a --t u r a .

A s í t e n e m o s q u e , l a s u n i d a d e s m á s c o m u n e s --d e l c a l o r e s p e c í f i c o s o n :

c a l K c a l y B . T . U .

g r - oc K g - oc Lb - op

c o m o el c a l o r e s p e c í f i c o v a r í a c o n la t e m p e -r a t u -r a , l o s v a l o -r e s t a b u l a d o s e n l o s t e x t o s , se e s p e c i f i c a n p a r a u n i n t e r v a l o d e t e m p e r a t u r a s c o m o s o n : E n t r e : 1 4 . 5 y 1 5 . 5 ° C , y e n -t r e : 63 y 6 4 ° f .

A d e m á s , c o m o los c a l o r e s e s p e c í f i c o s d e b e n -e s p -e c i f i c a r s -e si f u -e r o n m -e d i d o s a p r -e s i ó n c o n s t a n t e o a v o l u m e n c o n s t a n t e , se h a c o n -v e n i d o e n e x p r e s a r c o n la a b r e -v i a c i ó n : Cp

-c u a n d o el -c a l o r e s p e -c í f i -c o f u é d e t e r m i n a d o a p r e s i ó n c o n s t a n t e , q u e es el c a s o m á s c o m ú n

y C c u a n d o el c a l o r e s p e c í f i c o f u é d e t e r m i

-3 v

n a d o a v o l u m e n c o n s t a n t e .

E n t r a m á s g r a n d e s e a e l v a l o r d e l c a l o r e s p e c í f i c o , m á s s e r á la c a p a c i d a d de la s u s t a n -c i a p a r a a b s o r b e r -c a l o r y se t a r d a r á m á s e n c a l e n t a r s e q u e o t r a c u y o c a l o r e s p e c í f i c o --s e a m e n o r . L o m i --s m o p u e d e d e c i r --s e en el c a --s o d e l f e n ó m e n o de e n f r i a m i e n t o , t a r d á n d o s a en e n f r i a r s e u n a s u s t a n c i a c u y o c a l o r e s p e c í f i c o s e a m a y o r q u e el c a l o r e s p e c í f i c o de — o t r a q u e t a m b i é n se e s t é e n f r i a n d o .

R e c u e r d a q u e el a g u a es la s u s t a n c i a c u y o ca lor e s p e c í f i c o es el m á s g r a n d e q u e e l d e l -r e s t o d e l a s s u s t a n c i a s : S ó l i d a s , l í q u i d a s

c a l

o' g a s e o s a s , s i e n d o s u valor:. 1 — _ •

_ . . . F- ¡ f - H.

(22)

e n e l d i b u j o g e n e r a l . E l a g u a q u e se u s a r á -p a r a c a l e n t a r la m u e s t r a de c o b r e -p u e d e s e r 'de la l l a v e o d e s t i l a d a . A g r e g a r l a a l v a s i t o

d e 2 5 0 M i s . h a s t a c u b r i r t o t a l m e n t e al co b r e . C a l e n t a r el a g u a y su m u e s t r a h a s t a h e r v i r , d e j a n d o 5 m i n u t o s m á s p a r a a s e g u r a r s e de q u e el . c o b r e h a y a a l c a n z a d o la m i s m a t e m -p e r a t u r a d e l a g u a h i r v i e n d o , q u e s e r á s u t e m p e r a t u r a d e e b u l l i c i ó n .

M i e n t r a s h i e r v e el a g u a , a g r e g a r al c a l o r í m e t r o 1 5 0 g r s . d e a g u a , e q u i v a l e n t e s a 1 5 0 M i s . D e b e c o n o c e r s e t a m b i é n la m a s a d e l c a l o

r í m e t r o . D e j a r q u e t r a n s c u r r a n 5 m i n u t o s y -m e d i r la t e -m p e r a t u r a d e l a g u a .

U n a v e z q u e h a y a n t r a n s c u r r i d o los 5 m i n u t o s d e e b u l l i c i ó n d e l a g u a , m e d i r su t e m p e r a t u r a y a c e r c a r lo m á s q u e se p u e d a el c a l o r í m e t r o al s o p o r t e . D e s c o l g a r e l h i l o y s a c a r la m u e s t r a m e t i é n d o l a i n m e d i a t a m e n t e al a g u a --d e l c a l o r í m e t r o . I n t r o --d u c i r el t e r m ó m e t r o e n el a g u a u n a v e z q u e e s t é la m u e s t r a d e n t r o d e e l l a . A g i t a r m u y l e n t a m e n t e e l a g u a c o n el t e r m ó m e t r o . T o m a r la t e m p e r a t u r a c u a n d o -p e r m a n e z c a c o n s t a n t e o i n v a r i a b l e . E s t a s e r á la t e m p e r a t u r a f i n a l p a r a el a g u a , el c o b r e

y el c a l o r í m e t r o .

A c o n t i n u a c i ó n se m u e s t r a el d e s a r r o l l o m a t e m á t i c o p a r a c a l c u l a r el c a l o r e s p e c í f i c o d e l cob re .

Q , = - m , C , (T - T, ) 4-1 c o b r e 1 pl 1

E s t a e c u a c i ó n r e p r e s e n t a el c a l o r p e r d i d o -p o r el c o b r e c a l i e n t e al s a c a r l o d e l a g u a ca l i e n t e e i n t r o d u c i r l o e n el a g u a d e l c a l o r í -m e t r o .

Q , = m0C 0(T-T ) + nuC .(T-T ) 4-2

ganado ¿ p¿ o J pJ o

E s t a e c u a c i ó n r e p r e s e n t a el c a l o r g a n a d o p o r el a g u a y el c a l o r í m e t r o d u r a n t e el e n f r i a -m i e n t o d e l c o b r e .

C o m o el c a l o r p e r d i d o p o r el c o b r e d e b e s e r i g u a l al c a l o r g a n a d o p o r el a g u a y el c a l o -r í m e t -r o , i g u a l a -r e m o s las d o s e c u a c i o n e s a n t e r i o r e s:

-mlCp l( T- V - m2Cp 2( T"To) +

despejando:

m0C 0( T - T ) + nuC o(T - T )

r - 2 P2 o 3 P3 ° 4 _3

r — _ N ... "-T — ~>

(23)

Enseguida s e i d e n t i f i c a r á n c a d a u n a de las li_ t e r a l e s d e é s t a e c u a c i ó n .

m ^ = m a s a d e l a g u a c o n t e n i d a en el c a l o r í m e -t r o y v a l e g r s .

C{j2 = <~'a^or e sPe cí f i c o d e l a g u a =

cal gr - oc

T^ = temperatura inicial del agua y del calorímetro a n t e s d e r e c i b i r la m u e s t r a d e c o b r e c a l i e n -te y v a l e °C .

T = t e m p e r a t u r a f i n a l d e l c o b r e , e l a g u a y

-el c a l o r í m e t r o , y v a l e ° C .

T ^ = t e m p e r a t u r a i n i c i a l d e l c o b r e c a l i e n t e , y es la m i s m a q u e la t e m p e r a t u r a d e l a g u a e n e b u l l i c i ó n y v a l e ° G .

m ^ = m a s a d e l c a l o r í m e t r o = g r s .

= c a l o r e s p e c í f i c o d e l c a l o r í m e t r o , q u e

es de aluminio, y vale cal gr - oc

m ^ = masa de la muestra de cobre = grs.

TAREA PARA TU CASA. Con todos los d a t o s a n t e r i o -r e s , p o d -r á s c a l c u l a -r el c a l o -r e s p e c í f i c o d e l

c o b r e : e m p l e a n d o la e c u a c i ó n 4 - 3 .

C á l c u l o s

R e s u l t a d o =

gr - oc

E l v a l o r r e p o r t a d o e n los t e x t o s es d e c a l

«r " °C

E s t a d i f e r e n c i a s e d i v i d e e n t r e e l v a l o r r e p o r t a d o e n los t e x t o s y el r e s u l t a d o se m u l -t i p l i c a p o r 1 0 0 , o b -t e n i é n d o s e e l p o r c e n -t a j e de e r r o r de la p r á c t i c a , r e s u l t a n d o :

(24)

T I R U L O . - T r a n s f e r e n c i a d e C a l o r .

O B J E T I V O . - H a c e r d e m o s t r a c i o n e s de c a d a u n o de los t r e s m é t o d o s d-e t r a n s i e r e n c i a de c a l o r .

M A T E R I A L . - U n a v a r i l l a de c o b r e , ie A l u m i n i o , de f i e r r o y de v i d r i o . U n a p l a c a

u de m a d e r a c o n 4 a g u j e r o s de 1 / 4 y s e p a r a d o r e s d e l m i s m o m a t e r i a l , u n a v a s i j a r e c t a n g u l a r d e v i d r i o o de m e t a l , un v a s o de 1 l i t r o , u n m e c h e r o , u n t r i p i e y su t e l a -de a s b e s t o , u n t u b o e l í p t i c o , u n g o t e r o y su t i n t a , a g p a p o t a b l e , d o s v a s i j a s c u y a s s u p e r f i c i e s e x

--— — — TS? r

t e r i o r e s e s t e a u n a d e " E l l a s p i n ta da de b l a n c o y la otr4l§¡|e n e g r o , d o s f o c o s d e 1 5 0 W a 1 1 3 / ; o n su r e c e p t á c u l o y c a b l e s c o n c l a v i j a , -d o s t e r m ó m e t r o s y v a s e l i n a .

(25)

I N T R O D U C C I O N . P a r a q u e e x i s t a u n f l u j o t é r m i c o , es n e c e s a r i o q u e h a y a u n a d i f e r e n c i a d e t e m p e r a t u r a e n t r e e l s i s t e m a y s u m e d i o a m b i e n t e . C u a l e s q u i e r a d e los d o s p u e d e e s -t a r & u n a m a y o r t e m p e r a t u r a o a u n a m e n o r --t e m p e r a --t u r a . P e r o el c a l o r f l u i r á s i e m p r e — d e l q u e e s t é a m a y o r t e m p e r a t u r a h a c i a el q u e e s t é a m e n o r t e m p e r a t u r a .

D i c h o f l u j o d e c a l o r , t a m b i é n l l a m a d o : T r a n s f e r e n c i a de c a l o r , s e p u e d e l l e v a r a c a b o — p o r t r e s m é t o d o s q u e s o n : E l d e c o n d u c c i ó n , el d e c o n v e c c i ó n y el de r a d i a c i ó n .

L o s d o s p r i m e r o s m é t o d o s n e c e s i t a n de la m a -t e r i a p a r a q u e la -t r a n s f e r e n c i a de c a l o r se r e a l i c e , m i e n t r a s q u e e l t e r c e r m é t o d o no la n e ce s i ta .

E n el m é t o d o d e la c o n d u c c i ó n , la t r a n s i e r e n c i a d e l c a l o r se e f e c t ú a m e d i a n t e l a s vibra-? c i o n e s d e l o s á t o m o s y s u s e l e c t r o n e s d e s d e el e x t r e m o c a l i e n t e h a c i a el e x t r e m o f r í o d e la m a t e r i a , s i n q u e é s t a se m u e v a c o m o u n to_ d o . E x i s t e n m a t e r i a l e s o s u s t a n c i a s q u e c o n d u c e n m u y b i e n el c a l o r , r e c i b i e n d o el n o m b r e d e : B u e n o s c o n d u c t o r e s d e l c a l o r . E n é s

-e s t -e a s p -e c t o , c a d a s u s t a n c i a o c a d a m a t -e r i a l , 3 e d i s t i n g u e p o r u n a p r o p i e d a d c a r a c t e r í s t i -ca q u e se l l a m a : C o n d u c t i v i d a d t é r m i c a . E n — tre m á s g r a n d e s e a e l v a l o r de d i c h a p r o p i e -d a -d , m e j o r c o n -d u c t o r -d e l c a l o r s e r á la s u s t a n c i a . L o s m e t a l e s s o n b u e n o s c o n d u c t o r e s d e l c a l o r , m i e n t r a s q u e la m a d e r a , el p a p e l , el v i d r i o , los p l á s t i c o s , la c e r á m i c a , e l a i r e

e n t r e o t r o s , s o n m a l o s c o n d u c t o r e s d e l ca l o r , l l a m á n d o s e p o r é s t a r a z ó n : A i s l a n t e s T é r m i c o s . E n t r e m a y o r s e a la c o n d u c t i v i d a d t é r m i c a de u n m a t e r i a l , m á s r á p i d o c o n d u c i -rá o t r a n s m i t i r á el c a l o r .

En el m é t o d o de la c o n v e c c i ó n , La t r a n s i e r e n c i a d e l c a l o r se r e a l i z a m e d i a n t e el m o v i - - ~ njiento d e l m a t e r i a l m i s m o , f e n ó m e n o q u e s e p r e s e n t a en los l í q u i d o s y e n los g a s e s . -P u e s la p a r t e d e l l í q u i d o o d e l g a s q u e e s t á en c o n t a c t o c o n la s u p e r f i c i e d e u n c u e r p o « c a l i e n t e , s u f r i r á u n a d i s m i n u c i ó n e n s u d e n s i d a d , p r o v o c a n d o q u e la p a r t e f r í a d e l l í -q u i d o o d e l g a s , d e m a y o r d e n s i d a d , b a j e p o r g r a v e d a d a o c u p a r el l u g a r d e la p a r t e c a - - »

(26)

d e l g a s , l l e g a n d o c o n s i g o e l c a l o r a l u g a r e s m e n o s c a l i e n t e s . E n é s t e m é t o d o , n o h a y u n a p r o p i e d a d t é r m i c a en e s p e c i a l p a r a la s u s t a n c i a o m a t e r i a l q u e t r a n s p o r t e al c a l o r , s i n o q u e e x i s t e u n a c o n s t a n t e d e p r o p o r c i o n a l i d a d q u e e n g l o b a d i v e r s o s f a c t o r e s de c a r á c t e r —

t é r m i c o c o m o de c a r á c t e r g e o m é t r i c o , l l a m a -d o : C o e f i c i e n t e -de C o n v e c c i ó n .

P o r ú l t i m o , e n el m é t o d o de la t r a n s f e r e n c i a sle c a l o r p o r r a d i a c i ó n , c o m o se d i j o , n o se n a c e s i ta de la m a t e r i a p a r a el t r a n s p o r t e d e la e n e r g í a c a l o r í f i c a , p u é s el m e d i o q u e la t r a n s p o r t a e3 a u t ó n o m o , es d e c i r , q u e no n e c e s i t a de a l g o m á s . D i c h o m e d i o r e c i b e el n o m b r e d e : O n d a s E l e c t r o m a g n é t i c a s . A l f e n ó m e n o de t r a n s p o r t e d e l c a l o r a t r a v é s de o n d a s e l e c t r o m a g n é t i c a s s e le d a el n o m b r e e s -p e c i a l d e : R a d i a c i ó n T é r m i c a . L a r a -p i d e z c o n q u e s e e f e c t ú a é s t e f e n ó m e n o d e p e n d e t a n t o de la t e m p e r a t u r a c o m o de la n a t u r a l e z a d e -las s u p e r f i c i e s e x p u e s t a s a la r a d i a c i ó n . --U n a c a r a c t e r í s t i c a c o m ú n a d i c h a s s u p e r f i c i a s es la a b s o r b a n c i a , q u e se r e f i e r e a la c a p a c i d a d d e a b s o r b e r o e m i t i r r a d i a c i ó n t é r m i c a , r e c i b i e n d o e n e s t e ú l t i m o c a s o e l n o m

-b r e d e e m i s i v i d a d . L a a -b s o r -b a n c i a y la e m i s í v i d a d : e , n o t i e n e n u n i d a d e s y su v a l o r v a r í a d e s d e 0 h a s t a 1 . 0 , d e p e n d i e n d o de la n a -t u r a l e z a de las s u p e r f i c i e s . Se h a d e -t e r m i n a do q u e u n a s u p e r f i c i e n e g r a t i e n e u n a a b s o r b a n c i a o e m i s i v i d a d i g u a l a 1 . 0 (es u n a s u p e r f i c i e n e g r a i d e a l ) y q u e , p a r a u n a s u p e r -f i c i e p l a t e a d a y b r i l l a n t e , la a b s o r b a n c i a o e m i s i v i d a d es i g u a l a 0 . E s d e c i r , q u e u n a -s u p e r f i c i e n e g r a a b -s o r b e m e j o r la e n e r g í a ca l o r í f i c a q u e le l l e g a p o r r a d i a c i ó n q u e u n a s u p e r f i c i e b r i l l a n t e , a s í c o m o el s e r u n a m e j o r s u p e r f i c i e e m i s o r a d e e n e r g í a r a d i a n t e .

D E S A R R O L L O DE L A P R A C T I C A . - E s t a p r á c t i c a se d e s a r r o l l a r á e n t r e s p a r t e s .

(27)

s e n e n el f o n d o de la v a s i j a r e c t a n g u l a r , se g ú n se m u e s t r a e n e l d i b u j o g e n e r a l . P a r a es to , ya d e b i ó d e p o n e r s e a g u a a h e r v i r e n el v a s o de u n 1 i t r o .

C u a n d o el a g u a h a y a h e r v i d o a g r e g a r l a a la v a s i j a r e c t a n g u l a r y l u e g o o b s e r v a r la v a s e

-l i n a d e c a d a v a r i -l -l a .

E n s e g u i d a a n o t a r , el o r d e n e n q u e c a d a v a r i lla fue' f u n d i e n d o su v a s e l i n a h a c i é n d o l a e s -c u r r i r :

P r i m e r o f u é la v a r i l l a de l u e g o la v a r i l l a de

d e s p u é s la v a r i l l a d e

y p o r ú l t i m o la v a r i l l a d e

E n b a s e a é s t a s o b s e r v a c i o n e s , ¿ q u é m a t e r i a l f u é el m e j o r c o n d u c t o r d e l c a l o r ?

¿ c u á l f u é el p e o r c o n d u c

-tor o m a l c o n d u c t o r ? ^^^^ e

¿ Q u é m a t e r i a l d e b e r á t e n e r u n a m a y o r c o n d u c -t i v i d a d -t é r m i c a d e los c u a -t r o u s a d o s ?

___ ¿y c u á l la m e n o r ?

-S E G U N D A P A R T E . - E n lo q u e r e s p e c t a a é s t a --p a r t e , se h a r á u n a d e m o s t r a c i ó n d e la m a n e r a en q u e , el c a l o r s e t r a n s p o r t a p o r c o n v e c c i ó n n a t u r a l .

A g r e g u e m o s a g u a h a s t a c u b r i r la m i t a d d e l tu bo c e n t r a l d e l t u b o e l í p t i c o . C o l o c a r la lia m a d e l m e c h e r o c e r c a d e l e x t r e m o d e r e c h o d e l t u b o e l í p t i c o y l u e g o a g r e g u e m o s c o n el g o t a ro u n a o d o s g o t a s d e t i n t a . L a t i n t a d e b e r á d e s c e n d e r l e n t a m e n t e p o r el a g u a d e l t u b o c e n t r a l h a s t a l l e g a r al a g u a de la p a r t e h o -r i z o n t a l d e l t u b o e-líptico. E n é s t e m o m e n t o , o b s e r v a r el m o v i m i e n t o y s e n t i d o d e la t i n -ta .

(28)

T E R C E R A P A R T E . E n é s t a ú l t i m a p a r t e se d e -m o s t r a r á la c a p a c i d a d p a r a a b s o r v e r e n e r g í a r a d i a n t e d e d o s s u p e r f i c i e s : U n a b l a n c a y — u n a n e g r a .

V a c i e m o s la' m i s m a c a n t i d a d d e a g u a a c a d a — — u n a d e las v a s i j a s c u y a s s u p e r f i c i e s e x t e r i o r e s e s t á n p i n t a d a s , u n a d e c o l o r b l a n c o y la o t r a d e c o l o r n e g r o .

L a s v a s i j a s d e b e r á n m o n t a r s e en c a j a s c u y a s s u p e r f i c i e s i n t e r i o r e s e s t á n p i n t a d a s d e l m i s m o c o l o r y q u e c o n t i e n e n e n su i n t e r i o r -u n f o c o d e 1 5 0 W a t t s .

E n c e n d e r los f o c o s y c o l o c a r u n t e r m ó m e t r o a la m i t a d d e la p r o f u n d i d a d dei^ agiisi y o b -s e r v a r e n q u e t e r m ó m e t r o -s u b e m á -s r á p i d o la c o l u m n a d e m e r c u r i o .

¿En q u e v a s i j a s e n o t ó q u e la t e m p e r a t u r a --a s c e n d í --a m á s r á p i d o ?

c o n e s t o s e d e m u e s t r a q u e la a b s o r b a n c i a o la e m i s i v i d a d es m a y o r , e n las s u p e r f i c i e s -de c o l o r

¿ U s a r á s r o p a d e é s t e c o l o r e n v e r a n o ?

e x p l i c a tu r e s p u e s t a , e n r e l a c i ó n c o n la e x -p e r i e n c i a q u e h a s a d q u i r i d o e n é s t a -p a r t e de

(29)

T I T U L O . - F e n ó m e n o s E l e c t r o s t á t i c o s .

O B J E T I V O . - E l e c t r i z a r a l g u n o s o b j e t o s p o r f r o t a m i e n t o , p o r c o n t a c t o y p o r • i n d u c c i ó n , o b s e r v a n d o y e x p l i c a n -do sus p r o p i e d a d e s .

M A T E R I A L . U n a r e g l a d e p l á s t i c o , u n a f r a n e la o u n a t e l a de s e d a , d o s p é n d u -los e l é c t r i c o s , p a p e l , u n e l e c t r o s c o p i o , y u n p e i n e de p l á s t i c o y o t r o m e t á l i c o .

" D I B U J O G E N E R A L D E L E Q U I P O A U S A R "

I N T R O D U C C I O N . - L a e l e c t r i c i d a d la p o d e m o s d e f i n i r c o m o ; la r a m a de la F í s i c a q u e t r a t a -s o b r e la-s p a r t í c u l a -s e l é c t r i c a -s y -su-s p r o p i £ d a d e s .

P a r a su e s t u d i o , la e l e c t r i c i d a d se h a d i v i d i d o e n d o s p a r t e s : L a E l e c t r o s t á t i c a y la E l e c t r o d i n á m i c a . C o m o en é s t a p r á c t i c a a b o r d a r e m o s el t e m a d e los f e n ó m e n o s e l e c t r o s t á t i c o s , s e r á c o n v e n i e n t e d e f i n i r la e l e c t r o s t á t i c a d i c i e n d o : Es el e s t u d i o d e las p a r t í -c u l a s e l é -c t r i -c a s e n r e p o s o y s u s p r o p i e d a d e s .

E n t r e las p r o p i e d a d e s de las c a r g a s e l é c t r i -cas e n r e p o s o e s t á n las de a t r a e r s e e n t r e s í , c u a n d o s o n d e s i g n o c o n t r a r i o y las de -r e p e l e -r s e c u a n d o s o n d e l . m i s m o s i g n o .

C o m o se s a b e , las c a r g a s e l é c t r i c a s p u e d e n -s e r p o -s i t i v a -s o n e g a t i v a -s .

(30)

R e c u e r d a q u e los e l e c t r o n e s s o n p a r t í c u l a s -c o n -c a r g a n e g a t i v a y q u e los p r o t o n e s s o n — p a r t í c u l a s c o n c a r g a p o s i t i v a .

E l m é t o d o m á s c o m u n m e n t e u s a d o p a r a h a c e r q u e u n c u e r p o a d q u i e r a c a r g a p o s i t i v a o c a r -g a n e -g a t i v a es-. F r o t á n d o l o . D e é s t a m a n e r a , los d o s c u e r p o s , el q u e f r o t a y el f r o t a d o a d q u i r i r á n c a r g a s e l e c t r o s t á t i c a s d e i g u a l m a g n i t u d p e r o d e s i g n o c o n t r a r i o , d e t a l m a n e r a q u e u n a v e z e f e c t u a d o el f r o t a m i e n t o , -a l -a c e r c -a r l o s u n o -a l o t r o , s e o b s e r v -a r á q u e t i e n d e n a a t r a e r s e , p o r la ley m á s s i m p l e d e la e l e c t r o s t á t i c a : C a r i a s de" n i s m o s i g n o se r e p e l e n y c a r g a s a e s i g n o o n t r a r i o s e a t r a -e n .

O t r o s m é t o d o s t a m b i é n u s a d o s p a r a e l e c t r i z a r la materia s o n ° o r i n d u c c i ó n y p o r c o n t a c -to •

E n e l m é t o d o p o r i n d u c c i ó n , b a s t a c o n a c e r -c a r p e r o s i n t o -c a r , u n -c u e r p o ya e l e -c t r i z a d o a o t r o s i n e l e c t r i z a r , r e s p o n d i e n d o é s t e ú l t i m o d e u n a m a n e r a t a l , q u e s u e x t r e m o m á s -c e r -c a n o a l -c u e r p o e l e -c t r i z a d o , se -c a r g u e -c o n s i g n o c o n t r a r i o a é l . Si el c u e r p o e l e c t r i z a

do se r e t i r a , la c a r g a d e s a p a r e c e r á q u e d a n d o de n u e v o c o m o e s t a b a : S i n c a r g a .

E n el m é t o d o p o r c o n t a c t o , el c u e r p o electrj. z a d o se p o n d r á e n c o n t a c t o c o n el o t r o s i n -c a r g a . D e é s t a m a n e r a , el -c u e r p o e l e -c t r i z a d o d i s m i n u i r á su c a r g a t o t a l a la m i t a d , c a r g a n d o s e c o n la o t r a m i t a d , el c u e r p o s i n c a r g a , d e m o d o q u e al r e t i r a r el c u e r p o e l e c t r i z a -d o , p e r m a n e c e r á c o n c a r g a -de i g u a l s i g n o q u e el e l e c t r i z a d o .

P a r a d e s c a r g a r o e l i m i n a r la c a r g a en e x c e s o en c u a l e s q u i e r c u e r p o , b a s t a c o n t o c a r l o c o n n u e s t r a s m a n o s ( c u a n d o la c a r g a es r e l a t i v a -m e n t e p e q u e ñ a ) o p o n e r l o en c o n t a c t o c o n ot.ro c u e r p o c o m o la t i e r r a , d i r e c t a m e n t e o -p o r m e d i o d e u n a l a m b r e .

D E S A R R O L L O D E L A P R A C T I C A . - E s i m p o r t a n t e --h a c e r n o t a r q u e los e x p e r i m e n t o s de e l e c t r o s

t á t i c a t e n d r á n é x i t o , c u a n d o el a i r e e s t á se co a s í c o m o el m a t e r i a l q u e . s e u s e , p u é s la h u m e d a d en e l l o s , a y u d a r á a la d e s c a r g a de

-los c u e r p o s e l é c t r i c a m e n t e c a r g a d o s .

(31)

d e j a n d o e n b l a n c o l o s r e n g l o n e s c o r r e s p o n dieirtes a l a s p r e g u n t a s o e x p l i c a c i o n e s q u e se s o l i c i t e n p a r a s e r c o n t e s t a d a s e n tu c a -s a .

C o m e n c e m o s c o n e l p r i m e r e x p e r i m e n t o :

U t i l i z a el p e i n e de pla'stico y p e i n a tu c a b e l i o . R e t i r a el p e i n e y l u e g o a c é r c a l o a l c a -b e l l o r e c i é n p e i n a d o p e r o no lo t o q u e s . ¿ Q u é ob s e r v a s ?

e x p l i c a lo o b s e r v a d o

R e p i t e el e x p e r i m e n t o , p e r o a h o r a u s a el p e i n e m e t a ' l i c o . ¿ S e o b s e r v ó e l f e n ó m e n o p r e s e n -t a d o al u s a r el p e i n e d e p l á s -t i c o ?

¿ p o r q u é ?

S e g u n d o e x p e r i m e n t o : F r o t a la r e g l a d e p l á s -t i c o c o n la -t e l a de s e d a o de f r a n e l a y a c é r c a l o a u n t r o c i t o d e p a p e l p e r o s i n t o c a r l o . A n o t a lo q u e se o b s e r v a

y e x p l i c a lo o b s e r v a d o

L a r e g l a , l o s p e i n e s y el p e l o se c a r g a r á n -e l é c t r i c a m -e n t -e p o r -el m é t o d o d -e

T e r c e r e x p e r i m e n t o . C o l o c a r los d o s p é n d u -los e l é c t r i c o s p a r a l e l a m e n t e , de m o d o q u e la r e g l a r e c i e n f r o t a d a p a s e p o r e n t r e las dos e s f e r a s d e los p é n d u l o s h a c i e n d o c o n t a c t o c o n e l l a s . ¿Al r e t i r a r la r e g l a , q u e se o b -s e r v a e n t r e la-s d o -s e -s f e r a -s de lo-s p é n d u l o -s ?

E x p l i c a lo o b s e r v a d o

Al t r a n s c u r r i r el t i e m p o , ¿ q u é f e n ó m e n o p r e -s e n t a n la-s e -s f e r a -s ?

¿ p o r q u e d i c h o f e n ó m e n o ? ' _

(32)

C u a r t o E x p e r i m e n t o » F r o t a r la r e g l a y a c e r -c a r l a s i n t o -c a r a la b o l i t a m e t á l i -c a d e l e l e c t r o s c o p i o . ¿ Q u é les s u c e d e a las l a m i n i -l -l a s ?

e x p l i c a r lo o b s e r v a do en las l a m i n i l l a s

A l e j a r la r e g l a . ¿ A h o r a , q u e s e o b s e r v ó e n las l a m i n i l l a s ?

¿ p o r q u e ?

A h o r a , t o c a r la b o l i t a c o n la r e g l a r e c i é n -f r o t a d a . ¿ C o m o r e s p o n d i e r o n l a s l a m i n i l l a s ?

R e t i r a r la r e g l a . ¿Se r e p i t i ó e l f e n ó m e n o e n las lamin_i l i a s , o b s e r v a d o a n t e r i o r m e n t e ?

¿ p o r q u e ?

T o c a r c o n tu m a n o la b o l i t a . ¿ Q u é les s u c e -d i ó a las l a m i n i l l a s ?

e x p l i c a lo o b s e r v a d o

-T I -T U L O . - M á q u i n a s E l e c t r o s t á t i c a s .

O B J E T I V O . H a c e r a l g u n a s d e m o s t r a c i o n e s d e -e l -e c t r i z a c i ó n -e s t á t i c a m -e d i a n t -e el u s o d e l V a n d e G r a a f f .

M A T E R I A L . - U n a m á q u i n a e l e c t r o s t á t i c a d e V a n d e G r a a f f , u n h a z d e c a b e l l o s lar g o s , u n p l u m e r o e l é c t r i c o , u n e l e c t r o s c o p i o , u n a l a m b r e c o n p u n ta e n u n o d e sus e x t r e m o s y o t r o s i n p u n t a , u n a j a u l a de F a r a d a y y u n e x c i t a d o r m e t á l i c o .

(33)

C u a r t o E x p e r i m e n t o . F r o t a r la r e g l a y a c e r -c a r l a s i n t o -c a r a la b o l i t a m e t á l i -c a d e l e l e c t r o s c o p i o . ¿ Q u é les s u c e d e a las l a m i n i -l -l a s ?

e x p l i c a r lo o b s e r v a do en las l a m i n i l l a s

A l e j a r la r e g l a . ¿ A h o r a , q u e s e o b s e r v ó e n las l a m i n i l l a s ?

¿ p o r q u e ?

A h o r a , t o c a r la b o l i t a c o n la r e g l a r e c i é n -f r o t a d a . ¿ C o m o r e s p o n d i e r o n l a s l a m i n i l l a s ?

R e t i r a r la r e g l a . ¿Se r e p i t i ó e l f e n ó m e n o e n las lamin_i l i a s , o b s e r v a d o a n t e r i o r m e n t e ?

¿ p o r q u e ?

T o c a r c o n tu m a n o la b o l i t a . ¿ Q u é les s u c e -d i ó a las l a m i n i l l a s ?

e x p l i c a lo o b s e r v a d o

-T I -T U L O . - M á q u i n a s E l e c t r o s t á t i c a s .

O B J E T I V O . H a c e r a l g u n a s d e m o s t r a c i o n e s d e -e l -e c t r i z a c i ó n -e s t á t i c a m -e d i a n t -e el u s o d e l V a n d e G r a a f f .

M A T E R I A L . - U n a m á q u i n a e l e c t r o s t á t i c a d e V a n d e G r a a f f , u n h a z d e c a b e l l o s lar g o s , u n p l u m e r o e l é c t r i c o , u n e l e c t r o s c o p i o , u n a l a m b r e c o n p u n ta e n u n o d e sus e x t r e m o s y o t r o s i n p u n t a , u n a j a u l a de F a r a d a y y u n e x c i t a d o r m e t á l i c o .

(34)

I N T R O D U C C I O N . E n l o s e x p e r i m e n t o s d e e l e c t r o s t á t i c a es m u y c o m ú n el e m p l e o d e m á q u i -n a s e l e c t r o s t á t i c a s c o -n el f i -n de c r e a r g r a -n d e s c o n c e n t r a c i o n e s de c a r g a e l é c t r i c a , o r i -g i n a n d o p o t e n c i a l e s e l é c t r i c o s d e l o r d e n d e a l g u n o s m i l e s d e v o l t i o s , c o m o s u c e d e r á c o n la m á q u i n a q u e e m p l e a r e m o s e n é s t a p r á c t i c a .

L a s m á q u i n a s e l e c t r o s t á t i c a s c o m u n m e n t e c o n o c i d a s s o n : L a d e V a n D e G r a a f f , la d e T o e p l e r y H o l t z , la de W i m s h u r s t y la m á q u i n a -de R a m s e m . T o d a s e s t a s m á q u i n a s c o n e x c e p c i ó n d e la de V a n D e G r a a f f , u s a n d i s c o s g i -r a t o -r i o s e n los c u a l e s p o -r f -r o t a m i e n t o se -r e c o g e n las c a r g a s e l é c t r i c a s las c u a l e s se a c u m u l a r á n o a l m a c e n a r á n e n d i s p o s i t i v o s e s p e c i a l e s l l a m a d o s : C o n d e n s a d o r e s . S i e n d o e s -tos d i s p o s i t i v o s los m a n a n t i a l e s d e e n e r g í a e l e c t r o s t á t i c a d e d i c h a s m á q u i n a s .

L a m á q u i n a e l e c t r o s t á t i c a d e V a n D e G r a a f f al i g u a l q u e las o t r a s m á q u i n a s t a m b i é n se l l a m a n : G e n e r a d o r e s e l e c t r o s t á t i c o s . E l V a n D e G r a a f f c o n s t a de u n a e s f e r a m e t á l i c a , u n m o t o r , d o s p o l e a s , d o s p e i n e s m e t á l i c o s , — u n a b a n d a s i n f i n ; q u e p u e d e s e r d e s e d a ,

-c e l u l o s a o de p l á s t i -c o , y u n a f u e n t e de a l t o v o l t a j e .

Al f u n c i o n a r el m o t o r d e l V a n D e G r a a f f , la b a n d a p a s a p o r su p a r t e i n f e r i o r , p o r e n t r e las p u n t a s d e l p e i n e m e t á l i c o i n f e r i o r q u e se e n c u e n t r a f r e n t e a u n a p l a q u i t a m e t á l i c a , a m b o s a c t ú a n c o m o t e r m i n a l e s de la f u e n t e de a l t o v o l t a j e . E n la s i g u i e n t e f i g u r a el p e i n e i n f e r i o r e s t á r e p r e s e n t a d o c o n la l e t r a -P . Y la p l a q u i t a c o n la l e t r a A .

D e e s t a m a n e r a , la b a n d a p i e r d e e l e c t r o n e s al p a s a r p o r el p e i n e P , a d q u i r i e n d o c a r g a -p o s i t i v a , la c u a l se n e u t r a l i z a a l -p a s a r f r e n t e a las p u n t a s d e l p e i n e s u p e r i o r P ' , -r e g -r e s a n d o la b a n d a s i n c a -r g a , p a -r a l u e g o --c a r g a r s e d e n u e v o a l p a s a r p o r el p e i n e P y a s í s u c e s i v a m e n t e . E l p e i n e s u p e r i o r P' s u e l ta e l e c t r o n e s h a c i a la b a n d a a l p a s a r f r e n t e a é l , n e u t r a l i z á n d o s e p o r é s t o la b a n d a , y -c o m o el p e i n e P' e s t á -c o n e -c t a d o d i r e -c t a m e n t e a la e s f e r a , h a r á q u e é s t a s e c a r g u e p o s i t i -v a m e n t e .

(35)

-h a y u n p r i n c i p i o q u e e s t a b l e c e lo s i g u i e n t e : T o d q c o n d u c t o r m e t á l i c o q u e e s t é c a r g a d o

e l e c t r o s t á t i c a m e n t e , a c u m u l a r á d i c h a c a r g a -e n s u p a r t -e -e x t -e r i o r , n u n c a -e n su i n t -e r i o r .

A c o n t i n u a c i ó n s e m u e s t r a el e s q u e m a q u e m u e s t r a al V a n D e G r a á f f e n o p e r a c i ó n .

V a n D e G r a a f f s e a m a y o r , la c a r g a t o t a l p o s i t i v a s e r á m a y o r c o m o p o d r á a p r e c i a r s e e n e l

e s q u e m a . L a s c a r g a s a c u m u l a d a s e n la e s f e r a e s t á n e n r e p o s o , p e r o si su p o t e n c i a l e l é c -t r i c o l l e g a a s e r -t a n g r a n d e , es p r o b a b l e q u e se p r o d u s c a la d e s c a r g a en c o r o n a , la --c u a l --c o n s i s t e e n la i o n i z a --c i ó n de las m o l é --c u las d e l o x í g e n o y n i t r ó g e n o q u e c o m p o n e n f u n d a m e n t a l m e n t e a l a i r e , o r i g i n a n d o l u z e n su d e r r e d o r . E s t a p r o b a b i l i d a d a u m e n t a si se le a c e r c a u n o b j e t o p u n t i a g u d o c o n e c t a d o a t i e -r -r a o a u n a t u b e -r í a c o n a g u a c o -r -r i e n t e , p u é s las c a r g a s e l e c t r o s t á t i c a s se a c u m u l a n en m a y o r g r a d o e n r e g i o n e s a g u d a s , c r e a n d o c o n e l l o u n a g r a n d i f e r e n c i a d e p o t e n c i a l e l é c -t r i c o e n -t r e la e s f e r a y el o b j e -t o p u n -t i a g u d o ^ o b s e r v á n d o s e u n a d e s c a r g a e l é c t r i c a en f o r m a d e c h i s p a . E s t e es e l p r i n c i p i o d e l p a r a r r a y o s , a c t u a n d o e n é s t e c a s o , las n u b e s c o m o -la e s f e r a d e l V a n D e G r a a f f y el p a r a r r a y o s c o m o el o b j e t o p u n t i a g u d o .

(36)

D E S A R R O L L O D E LA P R A C T I C A. - E s t a p r á c t i c a a l i g u a l q u e la a n t e r i o r se l l e v a r á a c a b o m e d í a n t e d e m o s t r a c i o n e s , a n o t a n d o las o b s e r v a c i o n e s h e c h a s en e l l a s y p o s t e r i o r m e n t e e n -tu c a s a c o n t e s t a r á s las p r e g u n t a s c o n c e r n i e n tes a las o b s e r v a c i o n e s .

R e c u e r d a q u e el a i r e , el e q u i p o y m a t e r i a l a u s a r d e b e r á n e s t a r s e c o s o e x c e ritos d e h u m e -dad p a r a t e n e r é x i t o e n l o s e x p e r i m e n t o s d e e l e c t r o s t á t i c a .

C o m o la p a r t e e s e n c i a l d e é s t a p r á c t i c a es -la m á q u i n a e l e c t r o s t á t i c a d e V a n D e G r a a f f , t o d o lo q u e h a g a m o s h o y , e s t a r á i n t i m a m e n t e r e l a c i o n a d o c o n e l l a .

¡ C u i d a d o ! n o t o c a r la a s f e r a m e t á l i c a d e la m á q u i n a c o n n i n g u n a p a r t e d e l c u e r p o , c u a n d o e s t é e n o p e r a c i ó n , p u é s p u e d e c a u s a r u n a c c i d e n t e .

C o n e c t a r la c l a v i j a d e l m o t o r a l t o m a co r r i e n t e d e 1 1 0 V o l t s C . A . , y e c h a r l o a a n d a r .

En p o c o s s e g u n d o s la e s f e r a m e t á l i c a h a b r á -a c u m u l -a d o su m á x i m -a c -a r g -a e l e c t r o s t á t i c -a en

su s u p e r f i c i e e x t e r i o r .

H a c e r las s i g u i e n t e s d e m o s t r a c i o n e s :

1 . A c e r c a r p o c o a p o c o u n h a z de c a b e l l o s -l a r g o s a -la e s f e r a s i n t o c a r -l a y a n o t a r lo q u e o b s e r v e s ________

a q u e se d e b e ?

2. R e p e t i r lo a n t e r i o r c o n u n p l u m e r o e l é c -t r i c o . ¿ Q u é o b s e r v a s -t e ?

¿ t i e n e la m i s m a e x p l i c a c i ó n q u e e n la --p a r t e 1? ¿ --p o r q u é ?

1 . - A c e r c a u n p é n d u l o e l é c t r i c o a la e s f e r a

s i n t o c a r l a . ¿ q u e s u c e d i ó ?

A c e r c a r el e l e c t r o s c o p i o a la e s f e r a s i n t o c a r la . ¿ C o m o se c o m p o r t a r á n las l a m i n i

-l -l a s d e -l e -l e c t r o s c o p i o ? _ _ _ _ _

E x p l i c a d i c h o c o m p o r t a m i e n t o

(37)

A l r e t i r a r el e l e c t r o s c o p i o , ¿ s i g u e n

-i g u a l las l a m -i n -i l l a s ? ¿ p o r q u é ?

A h o r a , c o l o c a r e l e l e c t r o s c o p i o d e n t r o d e la j a u l a de F a r a d a y . A c e r c a r el c o n j u n t o lo m á s q u e se p u e d a a la e s f e r a , -p e r o s i n t o c a r l a . O b s e r v a r las l a m i n i

l i a s d e l e l e c t r o s c o p i o , ¿ s e m o v i e r o n ? ¿ q u é s u c e d i ó ?

¿ p o r q u é ?

U s a r el a l a m b r e d e c o b r e c o n p u n t a en — u n o d e sus e x t r e m o s , e s t a n d o c o n e c t a d o a la t u b e r í a d e a g u a c o r r i e n t e . A c e r c a r la p u n t a lo m á s q u e s e p u e d a a la e s f e r a . --¿ Q u é s u c e d i ó ?

_ _ e x p l i c a lo s u c e d i d o .

- A h o r a r e p i t e lo a n t e r i o r , p e r o u s a n d o el a l a m b r e q u e no t i e n e p u n t a . ¿Se r e p i t i ó -el f e n ó m e n o a n t e r i o r ? ¿a m a y o r , a m e ñ o r , o a i g u a l d i s t a n c i a de s e p a r a c i ó n e n

t r e la e s f e r a y el a l a m b r e ? ¿ p o r q u é ?

P a r a r el M o t o r . ¡ C u i d a d o ! la e s f e r a e s t á c a r g a d a .

A c e r c a r el e x c i t a d o r p o r u n o de sus e x t r e m o s h a s t a t o c a r la e s f e r a . ¿ Q u é s u c e -d i ó ?

(38)

T I T U L O . E l m u l t í m e t r o y f u e n t e s de c o r r i e n -te d i r e c t a .

O B J E T I V O . - E x p l i c a r el m a n e j o d e l m u l t í m e t r o y m e d i r la f e m d e p i l a s y b a t e r -ías p r i m a r i a s , e n s e r i e y en p a r a l e l o .

M A T E R I A L . - U n m u l t í m e t r o , t r e s p i l a s de 1.5 V o l t s , u n a p i l a de 6 V o l t s , u n a p i l a de 9 v o l t s y u n a f u e n t e de -v o l t a j e -v a r i a b l e .

I N T R O D U C C I O N . E n e l e c t r o d i n á m i c a es i n d i s -p e n s a b l e e l u s o de i n s t r u m e n t o s d e m e d i c i ó n

t a l e s c o m o : E l v o l t í m e t r o , el a m p e r í m e t r o y el O h m e t r o , l o s c u a l e s p u e d e n e s t a r i n s e r t a -d o s e n t a b l e r o s -d e c o n t r o l f o r m a n -d o p a r t e -d e c i r c u i t o s e l é c t r i c o s e n o p e r a c i ó n . O t r a s v e -c e s , se u s a n i n d i v i d u a l m e n t e p o r s e p a r a d o p a r a h a c e r m e d i c i o n e s p e r i ó d i c a s , e n a p a r a t o s e l é c t r i c o s , e n m o t o r e s , c a l e n t a d o r e s o e n --c u a l e s q u i e r e l e m e n t o i n t e g r a n t e d e a l g ú n --c i r cu i to .

E n l u g a r de t e n e r a la m a n o u n v o l t í m e t r o ,

-54

u n a m p e r í m e t r o o u n O h m e t r o , se a c o s t u m b r a -t e n e r s o l a m e n -t e u n s o l o a p a r a -t o l l a m a d o : MuJL t í m e t r o o m u 1 1 i p r o b a d o r , p u é s en él se e n c u e n t r a n i n t e g r a d o s los t r e s i n s t r u m e n t o s — e l é c t r i c o s , c o n la g r a n v e n t a j a d e c o n t a r di c h o a p a r a t o c o n e s c a l a s d e m u y v a r i a d o s v a -l o r e s .

A c o n t i n u a c i ó n se m u e s t r a u n d i b u j o q u e r e -p r e s e n t a al M u l t í m e t r o .

DC-u) A C

- O c 4 - D C - A C

(3

(5HMS Q F F

DC-I KV O o ^ s

f \ C - 1 K V

O

+

rr

/

~rA A c

(7\ n '1 vcin>

(39)

E n el d i a l o c a r á t u l a d e l a p a r a t o , a p a r e c e n v a r i a s e s c a l a s . L a e s c a l a s u p e r i o r se u s a -p a r a las r e s i s t e n c i a s e l é c t r i c a s y es la --ú n i c a q u e t i e n e el c e r o a la d e r e c h a .

E l r e s t o de las e s c a l a s s e u s a n p a r a los --v o l t a j e s de C . D . y d e C . A . , a d e m á s o a r a las

c o r r i e n t e s p e r o s o l a m e n t e d e C . D .

El t o r n i l l o X , s i r v e p a r a a j u s t a r a c e r o s -la a g u j a d e l d i a l .

L a l l a v e Y , s i r v e p a r a p o n e r el a p a r a t o e n c o r r i e n t e d i r e c t a o e n c o r r i e n t e a l t e r n a — c u a n d o se v a y a a h a c e r m e d i c i o n e s de v o l t a -je o de c o r r i e n t e . T a m b i é n c u a n d o se v a y a n a m e d i r r e s i s t e n c i a s .

L a l l a v e s e l e c t o r a d e e s c a l a s es la l l a v e -Z . Se g i r a h a c i a la e s c a l a i n d i c a d a , s e g ú n lo q u e se v a y a a m e d i r : V o l t a j e s , c o r r i e n tes o r e s i s t e n c i a s . E s t a l l a v e h a de p o n e r -se e n la p o s i c i ó n de O F F c u a n d o e l a p a r a t o no se u s e .

L a l l a v e R s i r v e p a r a a j u s t a r a c e r o la a g u j a , c u a n d o se v a y a n a m e d i r r e s i s t e n c i a s c o o r d i n a d a c o n la l l a v e s e l e c t o r a Z , u n a -v e z p u e s t a e n .la e s c a l a a d e c u a d a de O h m s .

E n los c o n t a c t o s h e m b r a : + y se i n s e r t a n -en c a d a u n o , u n c a b l e n e g r o (-en el n e g a t i v o ) y u n c a b l e r o j o ( e n el p o s i t i v o ) . E n el ex — t r e m o l i b r e d e c a d a c a b l e h a y u n a p u n t a , p o r lo c u a l , a los d o s c a b l e s se les d a el n o m -b r e d e : P u n t a s d e p r u e -b a .

L a s p u n t a s de p r u e b a s i r v e n p a r a c o n c e c t a r -el c i r c u i t o i n t e r n o d e l m u l t í m e t r o c o n -el --e l --e m --e n t o --e l é c t r i c o c u y o v o l t a j --e , c o r r i --e n t --e o r e s i s t e n c i a se d e s e a m e d i r .

E x i s t e n t r e s c o n t a c t o s h e m b r a m á s ( l a d o i z -q u i e r d o ) u s a d o s c u a n d o el v a l o r d e l v o l t a j e de C . D . y d e C . A . s o n s u p e r i o r e s a los e x i s -t e n -t e s e n e l s e l e c -t o r de e s c a l a s Z . A s í c o m o t a m b i é n c u a n d o e l v a l o r de la c o r r i e n t e d e -'C.D. es s u p e r i o r a l d e l r a n g o de e s c a l a s d e l

m i s m o s e l e c t o r . C u a n d o é s t o s u c e d a , h a de sa c a r s e el c a b l e r o j o d e l c o n t a c t o h e m b r a p o s i t i v o e i n s e r t a r s e e n e l c o n t a c t o h e m b r a c o -r -r e s p o n d i e n t e , d e los t -r e s ú l t i m o s .

L a s f u e n t e s de c o r r i e n t e d i r e c t a ; p i l a s , b a -t e r í a s o a c u m u l a d o r e s , p u e d e n c o n e c -t a r s e en s e r i e o en p a r a l e l o . R e c u e r d a que el s í m b o l o de u n a p i l a e s : ?-— o

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