En nuestro entorno se podría saber la densidad de cualquier material. La densidad es una medida de cuanto material se encuentre comprimido en un espacio determinado; es la cantidad de la masa por unidad de volumen. En la presente práctica de laboratorio realizaremos mediciones de volumen específico y peso específico de un líquido. Teniendo como objetivos: Comprender y diferenciar la densidad y peso específico. Determinar la densidad, el volumen específico y el peso específico de diferentes
líquidos a una presión atmosférica y temperatura determinada. Usando como instrumentos de medición:
Una balanza
Probeta de 300ml, para poder determinar la densidad de los líquidos.
Líquidos a ensayar como glicerina y aceite.
Para cualquier sustancia la masa y el volumen son diferentes. La relación de proporcionalidad es diferente para cada sustancia. Esta constante de proporcionalidad se denomina densidad (relación entre masa y volumen); que nos da la idea de separación o que tan juntas se encuentran los cuerpos (partículas o átomos). Para ello tendremos en cuenta: La densidad absoluta, el volumen específico, el peso específico y la densidad relativa o la o gravedad especifica.
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Contamos con muchos métodos con los cuales podríamos averiguar distintas densidades, unos más exactos que otros, pero el que nos da con cierta precisión es el método del cálculo cuya fórmula es:
P=m/v Pero indistintamente del error que cada método produzca debemos saber manejarlas herramientas con las que contamos dentro el laboratorio qu e nos facilitan la medición. Saber la densidad de alguna sustancia es muy importante; porque si la densidad no es la correcta de la que debería tener, debemos tener precaución ya que esta debe estar alterada o debe contener otros tipos de compuestos los cuales dan como resultado la alteración e irregularidad que la sustancia estudiada tiene, debido a que la densidad es una propiedad intensiva que no depende de la cantidad de sustancia sino de la composición que tenga dich o material; entonces esto nos muestra la importancia que tiene el saber la densidad de algún líquido, solido o un gas.
a) DENSIDAD () Es la relación entre la masa del fluido (M) y su volumen (W).
=
El procedimiento para determinar la densidad es el siguiente: Tomar un recipiente de volumen conocido. Pesar el recipiente. Llenar el recipiente con el líquido cuya densidad se pretende determinar. Pesar el recipiente lleno con líquido. Por diferencia de pesos, determinar el peso del líquido. 3
La masa se obtiene de dividir el peso del líquido para la gravedad. Finalmente, dividir la masa para el volumen y se obtiene la densidad.
Análisis de dimensiones:
La densidad, al referir la masa a la unidad de volumen, se conoce también
como masa especifica. Los símbolos "gr' y "kg" representan "gramos masa" y "kilogramos masa",
respectivamente.
b) PESO ESPECÍFICO (Y) Es la relación entre el peso del fluido (G) y su volumen (W).
=
La relación entre el peso específico y la densidad es:
y =p.g Análisis de dimensiones:
4
c) VOLUMEN ESPECÍFICO (WE) Es el volumen (W) ocupado por la unidad de masa (M); o sea, es la inversa de la densidad.
Análisis de dimensiones:
El volumen específico del agua destilada a 4°C y a presión atmosférica suele convenirse en 10-3 m³/Kg, y el del aire en 1.3-1 m³ / Kg.
d) DENSIDAD RELATIVA (DR) Es la relación entre el peso específico del líquido en análisis y el peso específico del agua; agua; o, entre la densidad del líquido (P) y la densidad del agua Se entiende por agua en condiciones normales: a presión atmosférica, a 4°C, destilada, y depurada de gases e impurezas. En la práctica suele utilizarse agua dulce corriente. Para los gases habrá que relacionar el peso específico o densidad del gas en análisis con el peso específico o densidad del aire seco.
La densidad relativa es adimensional.
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El procedimiento para determinar la densidad relativa es el siguiente: • Una vez determinado el peso específico o la densidad del líquido, dividir para los valores estándar del peso específico o la densidad del agua. Valores de uso frecuente:
D R agua =1 DR H g =13 =13.6 .6 En fluidos como el petróleo y sus derivados, la viscosidad suele expresarse en grados AP.I. COAP.I.), (American Petroleum Institute), en función de la densidad relativa.
Se usa solamente para líquidos más ligeros que el agua.
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1. EXPERIMENTO:
AG UA
AC E I TE
GLICERINA
PESO PROBETA: 262.43 g. VOLUMEN: 130 ml PESO PROB. + AGUA: 390.38 g
PESO PROBETA: 262.43 g. VOLUMEN: 150 ml PESO PROB. + AGUA: 398.53 g
PESO PROBETA: 262.43 g. VOLUMEN: 190 ml PESO PROB. + AGUA: 500.95 g
AGUA
GLICERINA
ACEITE
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2. MATERIALES, EQUIPOS E INSTRUMENTOS: 01 Probeta de 250 ml, 01 termómetro, 03 líquidos a ensayar (AGUA, ACEITE,
GLICERINA), papel toalla o papel de secar, balanzas digitales (+- 0.01 g y +- 0.01 g).
3. DIAGRAMA DE FLUJO: ALCANCES DEL DOCENTE SOBRE EL LABORATORIO N° 06:
DENSIDAD, VOLUMEN ESPECÍFICO Y PESO ESPECÍFICO DE UN LÍQUIDO
“
”
1
Recepción de materiales e instrumentos mediante DNI.
AG A G UA 2
3
ACE A CE I TE
4
GLICERINA
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CULMINACIÓN DEL LABORATORIO 06.
Pesamos la probeta vacía en la balanza digital. Introducimos a la probeta 130 ml de agua. Pesamos la probeta con el líquido contenido (agua), todo en conjunto. apuntamos en la Nuestros datos procesados lo apuntamos tabla 02 y tabla 03.
Pesamos la probeta vacía en la balanza digital. Introducimos a la probeta 150 ml de aceite. Pesamos la probeta con el líquido contenido (aceite), todo en conjunto. apuntamos en la Nuestros datos procesados lo apuntamos tabla 02 y tabla 03.
Pesamos la probeta vacía en la balanza digital. Introducimos a la probeta 190 ml de glicerina. Pesamos la probeta con el líquido contenido (glicerina), todo en conjunto. apuntamos en la Nuestros datos procesados lo apuntamos tabla 02 y tabla 03.
ENTREGA DE INFORME
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Los datos obtenidos experimentalmente, se presentan a continuación en la tabla N° 02, para llenar esta tabla hemos utilizado tres líquidos Agua, Aceite y Glicerina. La temperatura de cada uno de los líquidos nos proporcionaron en el laboratorio, la masa y el volumen se obtuvo midiendo en la fiola.
Tabla N° 02 Líquido a ensayar
Masa del líquido (g)
Volumen del liquido
Temperatura °C
Agua Aceite Glicerina
127.95 g 136.1 g 238.52 g
130 ml = 130 150 ml = 150 190 ml = 190
20.3 °C 21.6 °C 20.4 °C
Tabla N° 03 Para el llenado de la tabla N° 03 se utilizaron las siguientes fórmulas: =
=
=
= .
= .
Liquido
Masa (Kg.)
Agua Aceite Glicerina
0.12795 kg 0.1361 kg 0.23852 kg
…… …
Volumen ()
= (/ )
13010− 984.2307692 15010− 907.3333333 19010− 1255.368421
0.9842307692 0.9073333333 1.255368421
1.01602188410− 9618.49362 1.10213078610− 8867.00573 7.96578903310− 12268.2134
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¿Qué ¿ Qué dife if er enci nci as exi exist steen ent entrr e las las sus susttancias ncias ensa nsayadas una una con con resp respeecto cto a otr a, tanto tanto en en su densi densida dad d y pe peso espe especí cíffi co? En el experimento se puede analizar que su densidad es mayor mientras el líquido sea más espeso, en tanto al peso específico se observa que el agua tiene más peso específico que el aceite y el que tiene mucho más peso es la glicerina.
¿Cr ¿ Cr ee ust usted que que afe afect cta arí a el el aume umento nto o di sminuc sminucii ón de la te temper atura en en la medic medicii ón de los dato datoss expe experr i mentale mentales? s? Creemos que no, porque en el cálculo de:
la densidad, peso específico, peso
específico y densidad relativa no se utiliza la temperatura.
¿Ob ¿ Obttenga los los er rores rores po porcent rcentua uale less com comparánd rándolo con con lo los datos pr esent senta ados en el marco te teóri co? co? Existe una diferencia entre los datos obtenidos en el experimento con los datos obtenidos presentados en el marco teórico, aquí los presentamos en un cuadro:
VALOR TEÓRICO O
VALOR OBTENIDO
REAL.
EN LABORATORIO
(/ )
(/)
Agua
1000
984.2307692
Glicerina
1260
1255.368421
Aceite
920
907.3333333
LIQUIDO
FUENTE: http://www.vaxasoftware.com/doc_edu/fi http://www.vaxasoftware.com/doc_edu/fis/densidades.pdf s/densidades.pdf
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A cada uno de estos datos dato s aplicaremos o hallaremos su error porcentual:
PARA EL AGUA: =
|1000 1000 984.2 984.230 3076 7692 92| 984.2307692
100%
= . %
PARA PARA LA GLI CERI NA: =
|1260 1260 1255. 1255.36 3684 8421 21| 1255.368421
100%
= . %
PARA PARA EL ACEI TE: =
|920 920 907.3 907.333 3333 3333 33|| 907.3333333
100%
= . %
¿Por ¿ Por qué flot flota ust usted más fácilm fácilmeente nte en agua sala salad da que en agua dulce ulce? Porque la densidad salada es mayor que la densidad del agua dulce.
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Se determinó experimentalmente la densidad absoluta de cada uno de los líquidos
(Agua – Aceite – Glicerina). Para el presente laboratorio hemos obtenido los siguientes datos:
Para el agua Densidad: 984.2307692 Densidad: 984.2307692 (/ ) con un error porcentual de: 1.602188358 %
Para la glicerina Densidad: 1255.368421 Densidad: 1255.368421 (/ ) con un error porcentual de: 0.368941812 %
Para el aceite Densidad: 907.3333333 Densidad: 907.3333333(/ ) con un error porcentual de: 1.396032333 %
Así mismo se encontró experimentalmente el volumen específico y el peso específico
de cada uno de los líquidos ya mencionados. En el desarrollo del laboratorio podemos ver que la gravedad tiene una gran
importancia en el peso específico porque esto v aría de acuerdo a la altitud.
Carnero Arroyo M. Fernández Palma D. Gavidia Ibérico J. (2014). Física
Experimental. Trujillo: Universidad Privada Antenor Orrego. Servicio de Publicaciones.
Recuperado el 13 de mayo del 2016, de: http://wwwingenieriactiva10practicas.blogspot.pe/2010/09/densidad-y-peso-especifico.html
Recuperado el 13 de mayo del 2016, de: http://www.atpplleal.com/Pujat/file/DENSIDAD%20Y%20PESO%20ESPECIFICO.pdf
Recuperado el 13 de mayo del 2016, de: https://www.academia.edu/15592071/LABORATORIO_1_Determinacion_de_densidades
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ANEXO 01: TABLA DE DATOS EXPERIMENTALES TABLA 02: Líquido a ensayar
Masa del líquido (g)
Volumen del liquido
Temperatura °C
Agua Aceite Glicerina
127.95 g 136.1 g 238.52 g
130 ml = 130 150 ml = 150 190 ml = 190
20.3 °C 21.6 °C 20.4 °C
AG UA
AC E I TE
PESO PROBETA: 262.43 g. VOLUMEN: 130 ml PESO PROB. + AGUA: 390.38 g
PESO PROBETA: 262.43 g. VOLUMEN: 150 ml PESO PROB. + AGUA: 398.53 g
GLICERINA PESO PROBETA: 262.43 g. VOLUMEN: 190 ml PESO PROB. + AGUA: 500.95 g
TABLA 03: Liquido
Masa (Kg.)
Agua Aceite Glicerina
0.12795 kg 0.1361 kg 0.23852 kg
Volumen ()
(/ )
13010− 984.2307692 15010− 907.3333333 19010− 1255.368421
0.9842307692 0.9073333333 1.255368421
1.01602188410− 9618.49362 1.10213078610− 8867.00573 7.96578903310− 12268.2134
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ANEXO 02: PROCESAMIENTO DE DATOS CÁLCULO DE LA DE NSIDAD ABSOLUT ABSOLUTA A =
AGUA: 0.12795
ACEITE:
GLICERINA: 0.23852
( )
kg/13010− = 984.2307692
0.1361 kg/13010 − = 907.3333333 kg/13010 − = 1255.368421
CÁLCULO CÁLCULO DE LA DE NSI NSI DAD RELATIVA O GRAVEDAD GRAVEDAD E SPECI SPECI FI CA =
( )
AGUA: 984.2307692/ 10 Kg/m3 = 0.9842307692
ACEITE: 907.3333333/10 Kg/m3 = 0.90733333333
GLICERINA: 1255.368421/10 Kg/m3 =
1.255368421
CÁLCULO DE L VOLUME VOLUME N E SPECI F I CO (Vs) (Vs) =
1.01602188410 − ACEITE: 1/907.3333333 = 1.10213078610 − GLICERINA: 1/1255.368421 = 7.96578903310 − AGUA: 1/984.2307692 =
CÁLCULO DE L PESO E SPE SPE CI F I CO () = ∗
AGUA: 984.2307692
X 9.7726 = 9618.49362 ACEITE: 907.3333333 X 9.7726 = 8867.00573 GLICERINA: 1255.368421 X 9.7726 = 12268.2134
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