DETERMINACIÓN DEL PESO ESPECÍFICO DE UNA SUSTACIA DESCONOCIDA Lizeth Gaviria, M. Isabe !er"#"$ez, %&a" C. L'za"', Lizeth S#"(hez De)arta*e"t' $e F+si(a, U"iversi$a$ $e ae - $e Ma' $e -/01
Res&*e". A medida que se adicionó agua con colorante al esquema grafcado en la fgura 1 se obtuvieron las medidas de las alturas h1,h2,h3 y h4, con el fn de determinar el valor del peso especifco del liquido manométrico, en este caso, Tetracloruro de arbono! DATOS DATOS O2TENIDOS O2TENID OS on el fn de determinar el peso espec"fco del del Tetr etraclo acloru rurro de arbono bono #el $uido ido manométrico ico%, se adicio icion nó agua con colorante a un lado del manómetro como se muestra en la fgura 1, y se &ue midiendo el comportamiento de alturas de los l'quidos anterior anteriorment mente e nombrados nombrados!! A continuac continuación ión Fi&ra 0. 5rocedimiento en el en la Taba 0 se encuentran registrados los datos obtenidos!
E"sa ' 0. -. 1. 7. 8.
h1 ) ,* - ,) * ,3 * ,1,4
9. :. ;. <. 0/.
11,1 11,) 12,4 13 14,1
Te*)erat&ra 3=C4
Le(t&ra 3(*45 Di6ere"(ia $e e(t&ra 3(*4 h2 h3 h4 h1 ( h2 h4 ( h 3 h3 ( h2 +,* +,* ) ,) 1 , , +,+ ),3 2 ,1 ,) ,) +,3 ),+ - ,4 3 ,1 ,3 +,1 ),) - ,. 3 ,) ,1 ,+ .,) -,1 - ,4,+. ,) 2,3. . .,4 -,4 * ,2 . ,) ,3 .,2 -,+ * ,4 + ,. ,3 ,4 4,* -,* * ,+ ) ,. ,) 4 4,+ *,2 1 - ,4 ,4 ,+ 4,1 *,1,. 1 ,) . ,) Pes' es)e(+>(' *-1 24, De"si$a$ 1! ?@0 0m3 . Reativa /g0m3
N'taB ebido a que se desconocen los errores asociados a los instrumentos, éstos se desprecian en los clculos! Taba 0. atos obtenidos!
CLCULOS RESULTADOS
Teniendo en cuenta que la presión en el punto A es igual a la presión en el punto 7 #8er 9igura 1%, se tiene que #1%: 5A ; 57
#1%
A partir de la e
¿ h 4 −h 3 −(¿) ¿ ¿
N 3(*4
,2 1,4 2,2 2,* 3,*. 4,* .,) +,),+ *,3
D 3(*4 ,) 1,3 1,+ 2,3. 3 3,4 4 4,+ .,)
ND
h3% > =#h 3 ( h2%
( 2 1,+*2 1,-12 1,+1,+33 1,+)+ 1,) 1,+.2 1,+32
son las alturas &igura 1, y = 1 y = espec'fcos del y el $uido respectivamente! despe?ar los pesos #3%:
#3%
e la anterior e
Taba -. enominador y nominador de la ecuación 3 #relación entre alturas h1, h2, h3 y h4%
@a Gr#>(a 0 se obtiene a partir de los datos obtenidos en la Taba -.
Rea(iG" e"tre De"'*i"a$'r . N'*i"a$'r 1, &#<% ; 1!+< > ,!22 AB ; 1
+
N'*i"a$'r ?(*A
4 2 , ,
1
2
3
4
.
+
De"i*a$'r ?(*A
Gr#>(a 0. elación entre el denominador y el nominador de la ecuación 3 #elación entre alturas h1, h2, h3 y h4%
5ara determinar el peso espec'fco del agua, se obtuvo el volumen espec'fco del mismo después de interpolar los datos #8er Ane
alturas
¿ h 4 −h 3 −(¿) ¿ ¿ ¿
es igual a la pendiente de la Gr#>(a 0, es decir,
1,+34 con una desviación de ,11-4+)4, y el peso espec'fco del agua es *)-1,+2*0m3, se concluye que en la prctica, el peso espec'fco del Tetracloruro de arbono es 1.+-3,-+. 0m 3 con una desviación de ,11-4+)4!
PREGUNTAS COMPLEMENTARIAS H&J re)rese"ta a rave$a$ es)e(+>(a $e &" K&i$'
@a gravedad espec'fca de un $uido es la relación de la densidad de una sustancia con la del agua a una temperatura de re&erencia de 4F #5otter, 22% 2! Hst defnida por la siguiente ecuación #4%: S=
ρ ϒ = ρ ( agua) ϒ ( agua )
#4%
HC&#es s'" as $i*e"si'"es $e )es' es)e(+>(' HC&#es s'" s&s &"i$a$es e" e siste*a I"ter"a(i'"a
Hl peso espec'fco se defne como el peso correspondiente a la unidad de volumen #IlveG, 1**-%3 es decir, la relación mostrada en la siguiente e
¿ mg V
#.%
onde m es la masa, g la gravedad, 8 el 8olumen, y sus unidades son 7g, m s
2
y m3 respectivamente! Hn el sistema internacional la unidad del peso
espec'fco es 0m3!
ANLISIS DE LOS DATOS
ebido a que no se encontró un valor teórico del peso espec'fco del $uido manométrico mediante tablas, éste se dedu?o con la aplicación de la Técnica de Jan/inson ( Krobst L Thomson, la cual se muestra en la siguiente ecuación #+%: ß + P ) ß + Po V =Vs ¿
−ch (
1
#+%
onde: M;5c #(1 >a#1(Tr%103 > b#1(Tr% 203 > d#1(Tr% > e#1(Tr% 403%
e;e
gsie/ > hN2sie/% a;(*,)21)
b;+2,4.32+
c;? > /Nsie/
d;(13.,112 &;4,)*.*4 h;1,141-- ?;,-+14--
g;,2.4) /;,3444-3
5ara determinar 8s se usa la técnica modifcada de a/ett, la cual despe?a 8s mediante la ecuación #)%: −Tr ¿ 2 1 +(¿ ¿ ) 1
#)%
7
=
Vs
RTc Pc
Zra
¿
onde Tr;T0Tc Tc, Nsie/, y Ora se obtienen de la tabla 3(1 de PThe properties of gases & liquidsP #eid et! Al, 1*-)% 4 y 5c y 56 se obtienen del Apéndice A del libro anteriormente nombrado! 5ara despe?ar 5o se tiene la ecuación de Antoine #-%: hPo= A −
B T + C
#-%
onde A, K y se calculan por medio del Apéndice 4 de P Balances de materia y energíaP #e/laitis et! Al% . Al despe?ar se obtiene que el volumen espec'fco del Tetracloruro de arbono es *,).4*<1(. m30mol, por tanto su densidad es de 1.-4,**24 7g0m3 ! Al multiplicar este valor por la gravedad, se obtiene que el valor teórico del peso espec'fco Tetracloruro de arbono es de 1..4-,)).44 0m 3! Teniendo en cuenta que el valor e
Al comprender el &uncionamiento de un manómetro y la medición y relación de la presión en dos puntos a igual altura, se puedo determinar con un m'nimo margen de error, el peso espec'fco e
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A"e's
5ara calcular la interpolación, se utiliGó la &órmula: y = y a +
( x − x a)( y b − y a) ( x b− x a )
Hl error relativo se determina mediante la &órmula: |Valor teórico −Valor experimental|
E =
Valor teórico
