Experimento Temperatura del Punto de Rocío 22 En los días cálidos de verano, usted puede observar la formación de gotas de agua en la superficie exterior de un vaso que contiene agua helada. Comúnmente las personas dicen que el vaso está sudando. Como el vaso realmente no puede sudar, el líquido sobre el vaso debe provenir del exterior del vaso. Este líquido se forma por la condensación del vapor de agua cercano a la superficie del vaso. El aire próximo al vaso helado se ha enfriado has hasta el punto de rocío o más correctamente, hasta la temperatura del punto de rocío. La temperatura del punto de rocío es la temperatura a la cual el aire debe enfriarse para llegar a la saturación. Una vez que el aire está saturado, el vapor de agua se condensa para pasar al estado líquido. El mismo proceso ocurre cuando se forma rocío sobre el césped o pasto. En este experimento usará un sensor de temperatura para realizar dos investigaciones. En la primera, medirá la temperatura del aire junto a un recipiente metálico como un tarro o lata de agua con hielo para saber si está más frío que la temperatura de la habitación. En la segunda, determinará la temperatura del punto de rocío del aire en la sala de clases. Esto lo hará añadiendo hielo al agua poco a poco con lentitud para observar la condensación que se forma en el exterior del recipiente. A lo largo de este proceso registrará continuamente la temperatura del agua. El punto de rocío se corresponde con la temperatura del agua en el momento en que aparecen las primeras gotas sobre el recipiente debido a la condensación. OBJETIVOS En este experimento usted Comparará la temperatura de la habitación con la temperatura del aire junto al tarro o lata de agua con hielo. Registrará la temperatura del agua mientras se añade hielo lentamente. Observará la formación de la condensación. Determinará la temperatura del punto de rocío. MATERIALES computador interfaz Vernier para computador Logger Pro Sensor de Temperatura Recipiente metálico brillante Agua a temperatura de la habitación Cuchara plástica Cubos y esquirlas de hielo Soporte universal Toalla de papel PREGUNTAS PRE-LAB 1. Para determinar la temperatura del punto de rocío, deberá añadir lentamente pequeños pedazos de hielo al agua a temperatura de la habitación. Después de añadir cada pedazo, deberá esperar hasta que el hielo se derrita. A lo largo de este proceso observará el gráfico de la temperatura del agua. Haga un dibujo aproximado de cómo sería el gráfico de la temperatura mientras se derrite el hielo. Ciencias con lo mejor de Vernier 22 - 1 Experimento 22 2. En el experimento continuará tomando datos de temperatura luego de que los pequeños pedazos de hielo se hayan derretido. Haga un dibujo aproximado de cómo sería el gráfico de temperatura vs. tiempo luego que el hielo se haya derretido. Figura 1 PROCEDIMIENTO Parte I Medición de la Temperatura del Aire junto a una Lata de Agua con Hielo 1. Conecte el sensor de Temperatura en Ch 1 de la interfaz Vernier para computador. 2. Use una abrazadera para sujetar el sensor de Temperatura en el soporte universal, como se muestra en la Figura 1. La punta del sensor de Temperatura debe estar a un 1 cm por sobre la mesa. 3. Prepare el computador para la adquisición de datos abriendo el archivo “27 Punto de Rocío” en la carpeta Ciencias de la Tierra con Computadores. 4. Use la ventana del medidor para determinar la temperatura de la habitación y registre el valor en su tabla de datos. 5. Coloque 5 o 6 cubos de hielo en el recipiente metálico, llénelo con agua y colóquelo lejos del sensor de Temperatura. 6. Haga clic en para iniciar la recolección de datos. Espere 30 segundos y luego coloque la lata a una distancia aproximada de 1 mm de la punta del sensor de Temperatura. El sensor no debe tocar la lata. 7. Observe el gráfico y mire la superficie exterior de la lata. Cuando aparece la formación de la condensación sobre la lata haga clic en el botón detener. 8. Haga clic en el botón Estadísticas datos. . Luego registre la temperatura mínima en su tabla de 9. Imprima copias de su gráfico según le indique el profesor. 10. Vacíe la lata y seque su exterior. 22 - 2 Ciencias con lo mejor de Vernier Temperatura del Punto de Rocío Figura 2 Parte II Determinación de la Temperatura del Punto de Rocío 11. Llene hasta la mitad la lata seca con agua a temperatura ambiente. 12. Baje el sensor de Temperatura hasta el agua (hasta 1 cm del fondo) como se indica en la Figura 2. 13. Observe la temperatura del agua. Una vez que la temperatura esté estable, continúe con el Paso 14. 14. Haga clic en para comenzar la toma de datos. Espere unos 30 segundos y luego añada una cucharada llena de esquirlas de hielo al agua. Revuelva el agua mientras el hielo se derrite. Luego que el hielo se haya derretido, continúe revolviendo el agua por unos 10 segundos y observe la forma del gráfico. 15. Añada otra cucharada de esquirlas de hielo y de nuevo revuelva el agua hasta que el hielo se derrita. Otra vez espere unos 10 segundos después que el hielo se haya derretido. Observe la lata para ver si se ha condensado agua en su exterior. 16. Repita el Paso 15 hasta que observe la condensación. Una vez que pueda observar la condensación, haga clic en el botón para detener el experimento. 17. Haga clic en el botón Estadísticas . La temperatura mínima de este conjunto de datos es la correspondiente al punto de rocío. Registre dicho valor en su tabla de datos. 18. Imprima copias de los gráficos según le indique su profesor. Ciencias con lo mejor de Vernier 22 - 3 Experimento 22 DATOS Parte 1 Temperatura (°C) Temperatura de la habitación Temperatura del aire junto a la lata de agua con hielo Parte 2 Temperatura (°C) Temperatura del Punto de Rocío PROCESANDO LOS DATOS 1. Compare la temperatura de la habitación con la temperatura del aire junto a la lata de agua con hielo. ¿Cuánto más frío estaba este aire que la temperatura de la habitación? 2. Compare la temperatura de la habitación, la temperatura del aire junto a la lata y la temperatura del punto de rocío. EXTENSIONES 1. Repita la Parte 2 de este experimento varias veces más y determine el promedio de la temperatura del punto de rocío. 2. Obtenga los resultados de los otros grupos de estudio y determine el promedio de la temperatura del punto de rocío. 3. Repita el experimento en el exterior y compare la temperatura del punto de rocío del aire exterior con la del aire interior. Explique las diferencias. 22 - 4 Ciencias con lo mejor de Vernier