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EXPERIENCIA N4 - DENSIDAD DE SLIDOS Y LQUIDOS

NDICE

I. OBJETIVO

II. EQUIPOS / MATERIALES

III. FUNDAMENTO TERICO

IV. PROCEDIMIENTO

MONTAJE 1 y 2

V. EVALUACIN

VI. CONCLUSIONES

VII. SUGERENCIAS / RECOMENDACIONES

VIII. BIBLIOGRAFIA

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I. OBJETIVOS:

Determinar la densidad de tres bloques de metal, en este casosern estao, plomo y aluminio, usando 2 diferentes mtodos.

Determinar la densidad de los lquidos, de la misma manerapor medio de 2 mtodos, usando el mtodo de Arqumedes.

II. EQUIPOS/MATERIALES:

1 Calibrador pie de rey (ernier! 1 "alan#a de tres barras 1 Cuerda del$ada 1 %robeta $raduada & Cilndricos metlicos 1 %icn'metro 1 Densmetro

A$ua potable Alcool metlico

III. FUNDAMENTO TEORICO:

Qu !" #!$"%#'

2

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)a densidad es una medida de cunto material se encuentracomprimido en un espacio determinado* es la cantidad de masapor unidad de +olumen.

n fsicay qumica, la densidad (smbolo -! esuna ma$nitudescalar referida a la cantidad de masacontenidaen un determinado +olumende una sustancia. )a densidadmedia es la ra#'n entre la masa de un cuerpo y el +olumen queocupa.

Cuando un cuerpo de forma arbitraria de masa m, y +olumen C

se sumer$e totalmente en un lquido de densidad -)contenido enun recipiente, despla#ar un +olumen ), este +olumendespla#ado ser i$ual al +olumen del cuerpo sumer$ido. ) C.

l cuerpo de peso / al sumer$irse e0perimentar unadisminuci'n aparente de su peso (/! debida al empue (!.

De la 3i$ura 1 se cumple que4

n +irtud del principio de Arqumedes 5la ma$nitud del empuesobre el cuerpo es i$ual al peso del lquido desaloado por elmismo6.

3
http://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%ADsicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Qu%C3%ADmicahttp://es.wikipedia.org/wiki/%CE%A1http://es.wikipedia.org/wiki/Magnitudes_f%C3%ADsicashttp://es.wikipedia.org/wiki/Masahttp://es.wikipedia.org/wiki/Volumen_(f%C3%ADsica)http://es.wikipedia.org/wiki/Sustanciahttp://es.wikipedia.org/wiki/Qu%C3%ADmicahttp://es.wikipedia.org/wiki/%CE%A1http://es.wikipedia.org/wiki/Magnitudes_f%C3%ADsicashttp://es.wikipedia.org/wiki/Masahttp://es.wikipedia.org/wiki/Volumen_(f%C3%ADsica)http://es.wikipedia.org/wiki/Sustanciahttp://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%ADsica

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m)es la masa de lquido desaloado, $ es la aceleraci'n de la

$ra+edad, -)es la densidad del lquido, ) es el +olumen dellquido desaloado.7$ualando (1! y (2!, se obtiene4

%ero4

Donde4 Ces el +olumen del cuerpo, m es la masa del cuerpo -Ces la densidad del cuerpo.8eempla#ando (9! en (&! y despeando -C, se obtiene4

Con esta ecuaci'n (:! se puede calcular la densidad del cuerpo(si se tiene la densidad del lquido! o la densidad del lquido (si setiene la densidad del cuerpo!.

IV. PROCEDIMIENTO:

4

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MONTAJE 1 - MTODO DIRECTO

1. Usa!" #a $a#a%a !& '(&s $a((as !&'&()*& #a )asa !& #"s +*#*!("s. R&,*'a &s'a ",&(a+*+*+" &+&s. A"'& #"s !a'"s & #a Ta$#a /1 0 ss &(("(&s +"((&s,"!*&'&s.

2. Usa!" +a#*$(a!"( ,*& !& (&0 )*!a #as !*)&s*"&s !& #"s +*#*!("s a#'(a 0 !*)&'("5 0&a#6& ss "#6)&&s. R&a#*+& &s'a ",&(a+* +*+" &+&s 0 a"'& #"s !a'"s & #a Ta$#a /1 +"ss &(("(&s +"((&s,"!*&'&s.

C#+#" !& #"s &(("(&s

C*#*!(" 17

X=i2+a2

8

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i=5x 105 E(("( ! 9&(*&(5a=

3

n1

XX2

=

Pa(a ) :;57

=1.414x103

a=2.115x 103

X=2.120x103

Pa(a < )57

=0.7746x104

a=1.1619

x10

4

X=1.2649x104

Pa(a ! )57

=0.6325x 104

a=0.9488x104

X=1.0725x104

=

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C*#*!(" 27

X=i2+a2

i=5x 105 E(("( ! 9&(*&(5a=

3

n1

XX2

=

Pa(a ) :;57

=1.414x103

a=2.121x103

X=2.122x 103

Pa(a < )57

=0.8944x104

a=1.3416x104

X=1.4317x104

Pa(a ! )57

=8x104

a=12x104

>

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X=3.5355x104

3. D&'&()*& #a !&s*!a! ! +*#*!(" a ,a('*( !& #"s !a'"s !& #a Ta$#as /1 0 +"),#&'& #a Ta$#a 2

C#+#" ! &(("(7

C*#*!(" 17 A

A2

( HH)2

+

R=( DD)R , A=2( RR)A , V=V

M

M

( V

V)2

+

=

8adio (m!4

R=0.5362x 104

;rea (m2!4

A=3.2005x 106

olumen (m&!4

?

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V=1.9280x 102

Densidad (

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=27.243

4. A

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CILINDRO 2/.84@ /.88 /.84? /.881 /.84> 0.549 2.122 x 10-3

8. A ,a('*( !& #"s !a'"s !& #a Ta$#a /1 !&'&()*& ,&s" (&a# !& +a!a +*#*!(" 0 a'"s & #a

Ta$#a /8 a!&)s (&;*s'(& #"s ,&s"s a,a(&'&s "$'&*!"s & #a Ta$#a /4 0 '*#*%a!" #a &+a+*!& A(B)&!&s &+a+* /85 +a#+#& #a !&s*!a! ,a(a +a!a +*#*!(". C"s*!&(& a#"( !& #a!&s*!a! ! a;a "$'&*!" +" ,*+)&'(".

WW WW

CILINDRO 1 /.=@>/ 2/.?12 G 1/-3 0.594 2.246 x 10-3 784.97 35.167CILINDRO 2 /.=@2? [email protected]@1 G 1/-3 0.549 2.122 x 10-3 780.4 27.243

CLCULO DE LA DENSIDAD DE LQUIDOS

1. C"#"& =/ )# !& #"s #B*!"s & !&s&a )&!*( s !&s*!a! & #a ,("$&'a ;(a!a!a. E &s'&,("+&s" s& +"s*!&(a #"s #B*!"s A#+"

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Para el Cilindro 1:

=7.112x 103

Para el Cilindro 2:

=7.949x103

!. "usque en tablas de densidades est#ndar para los cilindros traba$ados en clase,

compare los %alores obtenidos por los otros grupos & calcule el error porcentual para el

mtodo cl#sico 'allado en la Tabla !.

Para el Cilindro 1:

Error =8.97.112

8.9=20.08

Para el Cilindro 2:

Error =7.949

2.7

7.949 = ==./3

3. A partir del %alor de la densidad del cilindro obtenido en la Tabla 5, & aplicando la

ecuacin (5, 'alle el %alor de la densidad de los lquidos. Complete la Tabla 0). * calcule

el error porcentual respecto a su densidad terica.

WW WW !pLIQUIDO 1 /.=@>/ 2/.?12 G 1/-3 0.594 2.246 x 10-3 >.112 G 1/3 2.=?1LIQUIDO 2 /.=@2? [email protected]@1 G 1/-3 0.549 2.122 x 10-3 >.@4@ G 1/3 3.3@?

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+. Calcule el error porcentual para las densidades de los lquidos 'allados por el mtodo

de Arqumedes de la tabla ). Tomar como densidad reerencial las medidas con el

picnmetro (Tabla 03

Para el Lquido 1:

Error =878971128789

100=19.08

Para el Lquido 2:

Error =84207949

8420100=5.508

5. -nuncie & describa tres mtodos para el c#lculo de densidad de los lquidos.

Mtodo 1: Determinacin de la densidad del slido a partir de su volumen

El mtodo ms intuitivo para calcular la densidad de un slido es calcular su masa, suvolumen calcular el cociente entre ellos! Podremos calcular el volumen del slido a partirde sus dimensiones si se trata de cuerpos "eomtricos conocidos! En nuestro caso

apro#imaremos los cuerpos a cilindros per$ectos! Para medir sus dimensiones%dimetro d altura l& utili'aremos el (ernier o pie de re! )(tn"ase la densidad de

cada uno de los slidos pro(lema como cociente entre sus respectivas masas losvol*menes calculados a partir de las dimensiones de los cuerpos!

Mtodo 2: Determinacin de la densidad de un slido a partir de la medida del empu+e

Para determinar el empu+e E del $luido so(re el cuerpo, colocamos de nuevo el cuerposuspendido del alam(re totalmente sumer"ido en el a"ua destilada que a(remoscolocado previamente en la pro(eta! El cuerpo no de(e tocar ni las paredes ni el $ondo!

En estas circunstancias, el equili(rio se lo"ra con una nueva pesada colocando pesas de masa

m-! Como el empu+e es una $uer'a, aora escri(imos la ecuacin de equili(rio utili'ando lospesos del slido, tara alam(re en lu"ar de sus masas:

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Lue"o:

.inalmente despe+ando:

Mtodo -: Determinacin de la densidad por el mtodo del picnmetro

/e usar el picnmetro para medir la densidad de cada lquido! En+ua"ue primero elpicnmetro con un poco del lquido de inters antes de llenarlo! 0n picnmetro es unpequeo $rasco de vidrio de volumen e#acto conocido % p&! /e pesa vaco %3p&, lue"o sellena completamente %incluido el capilar& con el lquido cua densidad se desea determinar $inalmente se pesa %3pl&! Con estos datos se puede calcular la densidad del lquido!

. /acer el eperimento en casa. n cubo de 'ielo que lota en un %aso con agua.

Cuando el cubo se unde, 2se ele%ar# el ni%el del agua -plicar por qu.

/E M4567E5E 7804L!

Cuando el (loque de ielo est $lotando, o sea inicialmente, ocupa un

9 ms de volumen, que la misma masa de a"ua que lo con$orma si estuviera $undida%lquida&!

Pero la parte sumer"ida ocupa e#actamente el mismo volumen que ocupar cuando se $unda!Es que reci(e del a"ua lquida un empu+e de a(a+o acia arri(a i"ual al peso del a"ua%lquida& desalo+ada!

Por ello el nivel del a"ua ser el de una masalquida de: donde

ma ; masa de a"ua que inicialmente est en

estado lquido

m ; masa de a"ua que inicialmente est en $orma de ielo

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;? densidad relativa del ielo %a"ua slida, no el ielo de otra sustancia&

Cuando m se $unde toda pasa de un volumen:

; m@=!91> a A ; m @1

mtotal ; maB m,C=!91>

Es decir reduce el volumen en un 9

Dico volumen es el mismo en el volumen despla'ado por el (loque de ielo inicialmente, o sea

el volumen sumer"ido ;? el nivel de a"ua no cam(ia, pero desaparece la parte de ielo queesta(a por encima del nivel lquido, con lo cual el volumen inicial total era maor en los cm%cm-& que e#i(a el ielo por encima de la super$icie, pero no se re$le+a(a en el nivel del

a"ua lquida

). 4iempre es m#s #cil lotar en el mar que en una piscina comn. -plique por qu

Despus de tener claro que la $lota(ilidad va directamente relacionada con lasdensidades, se de(e tener en cuenta que el a"ua salda es un - ms densa que el a"uadulce, pues la composicin molecular del a"ua salda es di$erente a la del a"ua dulce,in$luendo a su ve' en la $lota(ilidad! 4rqumedes $ue el primero en comprender que la$lota(ilidad o $uer'a de empu+e es i"ual al peso de los $luidos en el que estdespla'ndose! Cuando un o(+eto es menos pesado que el a"ua este tiene la capacidad de$lotar a que la presin ascendente del lquido va a ser menor, pero por el contrariocuando el o(+eto pesa ms se undir

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