UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO INGENIERIA AGROINDUSTRIAL
I.
INTRODUCCIÓN Este informe estará dedicado a estudiar los fluidos y sus propiedades, sin embargo con un enfoque más dirigido hacia la densidad de los fluidos. Precisamente el objeto principal que este informe se propone estudiar es el de determinada la densidad de un líquido no miscible en agua valiéndose de los conceptos que se plasmaran, más adelante en el marco teórico; relacionados con la presión hidrostática. Para llegar a la consecución de los principales objetivos se tomaron medidas con las herramientas e instrumentos instr umentos habilitados en el laboratorio. Luego de ellos se procedió a realizar las respectivas observaciones y cálculos hasta que por último se llegase a una conclusión de lo hecho.
II.
OBJETIVOS
III.
Determinar experimentalmente la densidad de un líquido no miscible en H2O Aplicación de la Teoría de Errores.
FUNTAMENTO TEÓRICO La ecuación fundamental de la hidrostática y que permite calcular la presión hidrostática, p, en un punto situado en el interior de un líquido en equilibrio. La presión hidrostática depende solamente de la densidad del fluido y de la profundidad (h) a la que esté situado el punto punto considerado. [2] Una columna de un líquido de altura h, ejerce una presión en la parte más baja dada por la ecuación:
= ℎ En donde es la densidad del líquido y g la aceleración de la gravedad. Esta es la llamada presión manométrica. La presión neta a la profundidad h es la suma de la presión Atmosférica y de la presión Manométrica, siendo esta la presión hidrostática Ph. Donde es la densidad del líquido, lí quido, g la gravedad y P atm la presión atmosférica. La presión hidrostática en un punto en el s eno de un líquido no depende de la masa del líquido que hay por encima, depende de la profundidad. El manómetro es un instrumento de medición para la presión de fluidos contenidos en recipientes cerrados. Se distinguen dos tipos de manómetros, según se empleen para medir la presión de líquidos o de gases.
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Muchos de los aparatos empleados para la medida de presiones utilizan la presión atmosférica como nivel de referencia y miden la diferencia entre la presión real o absoluta y la presión atmosférica, llamándose a este valor presión manométrica; dichos aparatos reciben el nombre de manómetros y funcionan según los mismos principios en que se fundamentan los barómetros de mercurio y los aneroides. La presión manométrica se expresa ya sea por encima, o bien por debajo de la presión at mosférica. Los manómetros que sirven exclusivamente para medir presiones inferiores a la atmosférica se llaman vacuómetros, también manómetros de vacío. El medidor de presión más sencillo es el manómetro de tubo abierto. El tubo en forma de U contiene un líquido de densidad r, con frecuencia mercurio o agua. El extremo izquierdo del tubo se conecta al recipiente donde se medirá la presión p, y el extremo derecho está abierto a la atmósfera, con P0 = Patm Cuando se depositan dos líquidos de densidades diferentes en un manómetro, es posible obtener la densidad de uno de ellos conociendo la densidad del otro que generalmente es agua, cuya densidad es 100 Kg/m 3
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TABLA 1. Densidades de los líquidos
IV.
MATERIALES Y MÉTODOS 4.1 Materiales
Manómetro Papel milimetrado Agua
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4.2 Métodos
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V.
RESULTADOS Y DISCUSIONES TABLA 2. Resultados N°
hx (cm)
HH20 (cm)
1 2 3 4 5 6
3
2.5
4.9
4
7
5.8
9.9
8.2
11.7
9.9
14.5
12.2
Grafica 1. La altura de del agua con relación a la altura del líquido miscible
hH20 (cm) 14
12
10
8
6
4
2
0 0
2
4
6
∆hH2O
Tang =
Tang =
∆hr
8
2.9 2.4
10
12
= arctang
14
2.9 2.4
= 50.38 r
r =
2
=
2
r = (r) (H20)
(1gr/cm3) r = 0.879459398 gr/cm 3
r = (0.879459398)
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El margen de error que se pueda haber registrado al calcular la densidad de los elementos, se debe en su gran mayoría a fallas de precisión debido a nuestra alta inexperiencia en la manipulación de los distintos instrumentos, sumado a factores ambientales, como la temperatura que de una u otra manera influye en el cálculo de la densidad especialmente en el caso de los líquidos. Y factores geográficos como la altitud, dado que la presión varía según la altura a la que se encuentre y la presión al igual que la temperatura induce a una variabilidad al momento de hallar la densidad. En el desarrollo del cálculo experimental de la densidad de los sólidos, no logramos obtener la exactitud deseada, pues nos vimos limitados a la aproximación en algunos casos, por ejemplo, en la probeta, la escala de separación era de un 1 mL y algunas medidas nos salían entre las divisiones, por lo cual se aproximó con la vísta la medida volumétrica mostrada. Otro detalle que acarreo nuestra falla en las mediciones, fueron las impurezas del material, ya que todos los materiales tienen ganga, y esta de una u otra forma afecta la exactitud e incrementa el margen de error. Por otro lado la densidad obtenida de nuestro liquido miscible es de 0.879459398 gr/cm 3 cual redondeándolo a dos decimales obtenemos una densidad de 0.88 gr/cm 3, este valor comparado con nuestra tabla 1. (Densidades liquidas) es equivalente a la densidad del benceno. Lo cual la incógnita de nuestro liquido miscible se determinó con mucha precisión, dando por concluida el éxito de nuestra experimentación realizada.
VI.
CONCLUSIONES
Se comprobó la ecuación fundamental de la hidrostática y que permite calcular la presión hidrostática, p, en un punto situado en el interior de un líquido en equilibrio.
Determinamos el valor de densidad del líquido miscible con un valor de 0.88 gr/cm3 lo cual se concluye que es equivalente al valor del benceno según la tabla 1.
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VII.
BIBLIOGRAFÍCA
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White, F. M., Mecánica de fluidos. McGraw-Hill, México, 1983.
Shames, I. H., Mecánica de los fluidos. Ed. del Castillo, S.A., 1970.
Streeter, V. L. y E. B. Wylie, Mecánica de los flui dos. McGraw-Hil / Interamericana de México, S.A., México, 1988
Marshall, T. J., Soil Physics. Cambridge University Press, 1988.
