CÁLCULO DE LA DENSIDAD – VOLUMEN ESPECÍFICO – PESO ESPECÍFICO. Abel Fernández, Jaider Jaider Jerez, Yamit Yamit Jimeno
Laboratorio de Física Experimental, Facultad de Ingeniería Universidad del agdalena! "anta arta # arzo $%&'
RESUMEN (entro de la )ísica en la mecánica de los )luidos son *tiles + mu+ necesarios algunos conceptos básicos como el estudio de la densidad, el peso especí)ico, el volumen relativo + la densidad relativa de un liuido, las cuales calculamos en laboratorio laboratorio estas estas propiedades propiedades a sustancias sustancias ue encontram encontramos os a diarios como lo son el agua, el aceite, la glicerina + el alco-ol + a su vez comparamos esto estos s dato datos s con con los los valo valore res s te.r te.ric icos os esta establ blec ecid idos os a cada cada una una de estas estas sustancias!
(ens (ensid idad ad,, peso peso espe especí cí)ic )ico, o, dens densid idad ad rela relati tiva va,, especí)ico, volumen especí)ico, masa, volumen!
Palabr Palabras as
claves claves::
peso peso
ABSTRACT. /it-in p-+sics in )luid mec-anics are use)ul and muc- needed some basics as t-e stud+ o) t-e densit+, speci)ic gravit+, t-e relative volume and t-e relative densit+ o) a liuid, 0-ic- calculate t-ese properties in laborator+ substances )ind dail+ suc- as 0ater, oil, gl+cerin and alco-ol and in turn compare t-ese data 0it- t-e t-eoretical values set to eac- o) t-ese substances!
Keywords1 (ensit+, speci)ic gravit+, relative densit+, speci)ic 0eig-t, speci)ic volume, mass, volume!
INTRODUCCIÓN. En un )luido la densidad o masa especí)ica es de gran relevancia puesto ue permite calcular el peso del elemento de volumen ue se considere, ue es una posible )uerza exterior actuando sobre cada elemento del )luido! "e de)ine como1 ρ=
m (onde v
( m ) es la masa + ( v ) es el volumen el cual es la relaci.n
entre la cantidad de masa en un determinado volumen! La densidad relativa 2
r de un cuerpo, es un n*mero adimensional ue ρ¿ ¿
viene dado por la relaci.n del peso del cuerpo al peso del volumen igual al de una sustancia ue se toma como re)erencia, la densidad relativa toma como re)erencia la densidad o peso especi)ico del agua! El peso especi)ico 203 de una sustancia es el peso de la unidad de volumen de dic-a sustancia, por *ltimo el volumen especí)ico, es el volumen ocupado por unidad de masa, es decir ueda de)inido como el reciproco de la densidad! Es decir1 V
esp=
1
ρ
(onde
ρ
es la densidad del líuido!
DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA. La densidad es una propiedad intrínseca de la materia, la ue más se utiliza en la vida diaria + la ue se entiende más )ácilmente! La densidad es un factor que determina alteraciones a la hora de comprobar una muestra de una sustancia. edir el peso + el desplazamiento del agua es una manera de determinar la densidad! La ma+oría de las sustancias se expanden al aumentar su temperatura + por tanto sus densidades decrecen cuando esto sucede! 4or lo tanto la densidad puede variar con la temperatura! En este in)orme realizamos los cálculos de cada unos de las sustancias correspondientes para el desarrollo de este!
. (eterminamos la masa de la probeta! !. 5ertimos el líuido problema a ensa+ar en la probeta para calcular el volumen ue usted considere necesario para desarrollar la experiencia! ". 6egistramos la masa del líuido! #. 7omamos la temperatura de cada masa líuido! $. (eterminamos la densidad, volumen + peso especí)ico de cada sustancia!
DISCUSIÓN % ANÁLISIS. Analizamos ue cuando la temperatura ambiente disminu+e , ocasiona ue las densidades decrezcan debido a ue la ma+oría de las sustancias se expanden al aumentar la temperatura, lo ue conlleva a ue el volumen de la sustancia sea ma+or + por ende la densidad disminu+a, al ser estos inversamente proporcional!
Res&'()dos* ')s +r),-)s
RESULTADOS &!
(etermine la masa de la probeta vacía
8ada uno de nosotros empezamos a tomar el peso de la probeta obteniendo datos di)erentes + seme9antes el cual la representaremos en una tabla de la siguiente manera1
E(I(A"
A"A 2:g3
&
%!&%$;
$
%!&%<=
;
%!&%<=
'
%!&%<=>
=
%!&%<=
?
X N
%!&%<'@
$! llevamos a cabo la determinaci.n del volumen de los líuidos con los ue traba9amos los cuales )ueron1 agua, alco-ol, glicerina + el aceite! (e la siguiente manera1 8on cada uno de los líuidos de )orma individual los vertimos dentro de la probeta los cuales nos arro9aron estos datos, los cuales lo representaremos en esta tabla1
LIBUI(C
5CLUED
2
3
m ¿ −4
AUA
;
10
CG
&
10
A8EI7E
&
LI8E6IDA
$
−4
−4
10
−5
10
La probeta traba9a con unidades de medidas en mL + nosotros escogimos la medida a traba9ar en m3 -aciendo la respectiva conversi.n como lo mostramos en la tabla! ; luego de -aber determinado el volumen procedimos a tomar la masa del líuido
AUA & $ ; ' = @ ?
X N
LI8E6IDA & $ ; ' = @ ?
X N
AL8CGCL & $ ; ' = @
A"A 2:g3 %!$<& %!$<$ %!$<$ %!$<; %!$<$; %!$<$& %!$<$
A"A 2:g3 %!&&;@ %!&&;> %!&&;@ %!&&;@ %!&&;= %!&&;@ %!&&;@
?
A8EI7E & $ ; ' = @ ?
X N
X N
A"A 2:g3 %!%H'H> %!%H'>= %!%H'H> %!%H'<% %!%H'H %!%H'< %!%H'H=
A"A 2:g3 %!%H'@ %!%H %!%H<@ %!%H %!%H<=H
'! despus le tomamos la temperatura a los líuidos con un term.metro 1
LIBUI(C" AUA AL8CGCL LI8E6IDA A8EI7E
7E4E6A7U6A 283 $@ $>!& $@!; $'
=! (eterminar la densidad, el volumen especi)ico + el peso especi)ico de cada sustancia Liuido problema Agua
asa ƩKD %!$<$
5olumen 2m;3 ;
M2:gm;3
<>;!;
Mr %!<<
−4
%!%H'H=
&
H'H!=
%!H'
@ &
&!$
H;&=!;@ −3
10
%!%&$ %!%H<=H
<=;H!>
10
−4
licerina Aceite
&!%
/2Dm;3
−3
10
Alco-ol
5esp2m;g3
10 −6
10
3
$ 10 H<=!H
−4
$ %!<%
&>$%% = 10−4 &!$ H>>H!H' −3
10
10
A-ora mostraremos grá)icamente de la densidad + volumen especi)ico en los di)erentes líuidos con la densidad + peso especí)ico te.ricos1
DATOS TEORICO M2:gm;3 5esp2m;g3
Liuido problema &%%%
−3
Agua
10
>H
&!;
−3
Alco-ol
H;&=!;
10
&$@%
>!<
−4
licerina
&$;=%
10
<$% Aceite
&
/2Dm;3
&!&
−3
10
<%&=
/r),-)s1 datos del experimento
(A7C" 7EC6I8C"N
Ρ(Kg/m3) 0 0 0 2 0 0 1 6 0 2 0 1 0 8 0 0 4 0 0
Ρ(Kg/m3)
Ρ(Kg/m3)
1400 1200 1000 800 600 400 200 0 l e a i t u a h o i n c e g r A l c o e A i c A l G
l i t e u a h o i n a e g r c A l c o e A i c A l G
Vesp(m3/g)
Vesp(m3/g)2 0
0
0
0
0
0 Vesp(m3/g)2
0
Vesp(m3/g)
0
0
0
0
0
0
0 l a i t e u a h o i n e g r o A e A c l c i c A l G
Ρ(Kg/m3)
l a i t e u a h o i n e g r o c A e A l c i c A l G
W(N/m3) 18000 16000 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0
W(N/m3)
W(/m3)
l a i t e u a h o i n e g r o c A e A l c i c A l G
14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0
W(/m3)
l i t e u a h o i n a e g A l c o c e r A c i A l G
CONCLUSIÓN. En el experimento se logr. observar ue los líuidos como la glicerina, alco-ol, aceite presentan ciertas propiedades como la densidad, peso especí)ico + se logr. calcular + comparar con los datos te.ricos mediante este experimento! El experimento se logr. observar el comportamiento de estos líuidos + como estos líuidos a pesar de tener di)erencias sus datos no son tan exageradamente desiguales!
REFERENCIAS
-ttp1000!atpplleal!com4u9at)ile(ED"I(A(O$%YO$%4E"C O$%E"4E8IFI8C!pd)
-ttp1000!monogra)ias!comtraba9os'ladensidadladensidad!s-tml
"E6/AY
8onsultas laboratorio de densidades! &! P8uáles son las di)erencias entre las sustancias experimentadas con relaci.n a su peso especí)icoQ La glicerina es más densa ue el agua + a su vez estas son más densas ue el aceite, + ue el alco-ol, así seme9ante van en orden seg*n su peso especi)ico, +a ue van de la ma+or masa a la menor masa! $! P8uáles son las di)erencias, si existen, entre los valores obtenidos experimentales + los presentados en los textos de re)erenciaQ Do son iguales a los presentados en los textos de re)erencia, pero presentan una estrec-a relaci.n! ;! P8.mo serian los resultados experimentales, si la temperatura )uera menorQ P4or uQ La densidad de un )luido viene determinada por la masa + el volumen de dic-o )luido seg*n la relaci.n d R 5! 8uando se disminu+e la temperatura de un )luido, los átomos ue lo componen comienzan a vibrar ocupando menos espacio +, por tanto, disminu+endo su volumen! "eg*n la relaci.n anterior, si damos por -ec-o una masa del )luido constante, al disminuir el 5 la densidad será cada vez más grande + el )luido será cada vez menos S)luidoS!
'! P8.mo serian los resultados obtenidos en el laboratorio, si los ensa+os se realizan a nivel del mar + tambin en la ciudad de TogotáQ
(ebido a ue la densidad de los líuidos varía dentro de unos límites mu+ amplios en cuanto a presi.n + temperatura, podemos deducir ue los cambios no serian tan signi)icativos!
