PRACTICA 1LABORATORIO DE HIDROESTATICA

OBJETIVOS Verificar la ecuación fundamental de la estática de fluidos. Analizar el comportamiento de dos fluidos en un tubo en “U”.

RESULTADOS PRIMERA PARTE

MEDICIONES AGUA

Nº MASA (g) MASA AGUA (g) VOLUMEN (ml) DENSIDAD (g/ml)

1 114 19,5 20 0,975

2 118,9 24,4 28 0,871

3 125,3 30,8 35 0,880

4 149,8 55,3 60 0,922

5 171,85 77,35 82 0,943

6 189,47 94,97 100 0,950

Según la ecuación:

Donde D (densidad), m (masa) y V (volumen).Pudimos determinar las densidades con los dato obtenidos a partir de la mediciones.Para tomar la densidad promedio usamos la siguiente ecuación. Teniendo en cuenta el peso de la probeta, 94,.5 para tener la masa del agua.

Donde la densidad promedio es igual a, Sumatoria de las densidades, dividido el número de datos obtenidos.

DENSIDA PROMEDIO 0,924 g/mlDENSIDAD POR DENSIMETRO 1 g/mlDENSIDAD POR TABLA 1 g/mlREGRESION LINEAL.

Una regresión lineal es un método matemático que modeliza la relación entre una variable dependiente y, las variables independientes x.

La ecuación de una recta es:

Entonces la ecuación de una pendiente es:

DATOS

Nº X Y

1 20 19,5

2 28 24,4

3 35 30,8

4 60 55,3

5 82 77,35

6 100 94,97

Entonces, la regresión lineal de estos datos es la siguiente.

Y = 0.9618X – 1.71422

Lo que nos dice que la pendiente es 0.9618, Entonces

m = 0.9618 g/mlD = 0.9618 g/ml

MEDICIONES ALCOHOL ETILICO

Nº MASA (g) MASA AGUA (g) VOLUMEN (ml) DENSIDAD (g/ml)

1 102,9 8,4 15 0,660

2 110,5 16 25 0,640

Y si

3 122,5 28 40 0,790

4 130,92 36,42 50 0,728

5 146,7 52,2 70 0,746

6 162,7 68,2 90 0,758

DENSIDA PROMEDIO 0,7486 g/mlDENSIDAD POR DENSIMETRO 0.81 g/mlDENSIDAD POR TABLA 0.810 g/ml

REGRESION LINEAL.

DATOS

Nº X Y

1 15 8,4

2 25 16

3 40 28

4 50 36,42

5 70 52,2

6 90 68,2

Entonces, la regresión lineal de estos datos es la siguiente.

Y = 0.800X – 3.79707

Lo que nos dice que la pendiente es 0.9618, Entonces

m = 0.800 g/mlD = 0.800 g/ml

MEDICIONES ACEITE MINERAL

Nº MASA (g) MASA AGUA (g) VOLUMEN (ml) DENSIDAD (g/ml)

1 103,3 8,8 15 0,687

2 107,2 12,7 20 0,704

3 112,9 18,4 26 0,708

4 116,5 22 31 0,710

5 125 30,5 40 0,763

6 128,8 34,3 45 0,762

DENSIDAD PROMEDIO 0.6940DENSIDAD POR DENSIMETRO 0.85 g/mlDENSIDAD POR TABLA 0.854 g/ml

REGRESION LINEAL.

DATOS

Nº X Y

1 15 8,8

2 20 12,7

3 26 18,4

4 31 22

5 40 30,5

6 45 34,3

Entonces, la regresión lineal de estos datos es la siguiente.

Y = 0.8598X – 4.2497

Lo que nos dice que la pendiente es 0.9618, Entonces

m = 0.8598 g/mlD = 0.8598 g/ml

MEDICIONES GLICERINA

Nº MASA (g) MASA AGUA (g) VOLUMEN (ml) DENSIDAD (g/ml)

1 115,5 21 20 1,050

2 128 33,5 30 1,117

3 140,5 46 40 1,150

4 153,6 59,1 50 1,182

5 178,1 83,6 70 1,194

6 191 96,5 80 1,206

DENSIDAD PROMEDIO 1.1499DENSIDAD POR DENSIMETRO 1.27 g/mlDENSIDAD POR TABLA 1,261 g/ml

REGRESION LINEAL.

DATOS

Nº X Y

1 20 8,8

2 30 33,5

3 40 46

4 50 59,1

5 70 83,6

6 80 96,5

Entonces, la regresión lineal de estos datos es la siguiente.

Y = 1.3859X – 12.4018

Lo que nos dice que la pendiente es 0.9618, Entonces

m = 1.3859 g/mlD = 1.3859 g/ml

TUBO EN “U”

Cuando el tubo en “U” tan solo contenía agua las alturas h1 y h2 eran

iguales.

h1 = h2

MEDICIONES CON EL TUBO EN FOMRA DE U

Nº ALTURA DEL ACEITE ATURA DEL AGUA DENSIDAD

1 1,5 1,1 0,7332 3,4 2,6 0,7653 4,5 3,3 0,7334 5,4 4,2 0,7785 7,7 6,3 0,818

Cuando se agrega aceite mineral a el tubo en “U”,

Las alturas iníciales cambian así. que

h1 = h2

DESPUES

ENTONCES

Donde Po es presión atmosférica, ρ es densidad, g es la gravedad y h la altura.

DATOS

Nº X Y

1 1,7 1,12 3,4 2,63 4,5 3,34 5,4 4,25 7,7 6,3

PICNOMETRO

PESO 18.8 gVOLUMEN 25 ml

MEDICIONES CON EL PICNOMETRO

AGUA 1 g/ml ALCOHOL 0.808 g/ml ACEITE MINERAL 0.848 g/ml GLICERINA 1.256 g/ml

CONCLUSIONES PRIMERA PARTE

REGRESIÓN LINEAL

Y = 0.861X – 0.4091

D = 0.861

En la primera parte de la práctica pudimos observar las diferentes formas de medir densidades. Realizamos 4 diferentes formas de medir la densidad, Con la formula general de densidad, con el Densímetro, con el picnómetro y con el tubo en U.Al realizar la practica y obtener las mediciones de las 4 formas propuestas, pudimos observar que unas se aproximan mas a los datos reales. Este margen de error que existe lo voy a demostrar a continuación

AGUA.

DENSIDA PROMEDIO 0.924 g/mlDENSIDAD REGRESION LINEAL 0.9618 g/mlDENSIDAD POR DENSIMETRO 1 g/mlDENSIDAD PICNOMETRO 1 g/mlDENSIDAD POR TABLA 1 g/ml

El porcentaje de error que existe, es entre las dos primeras medidas, y es de 3.82%.Ya que las otras 2 medidas si concuerdan con los datos reales.

ALCOHOL ETILICO

DENSIDA PROMEDIO 0,7496 g/mlDENSIDAD REGRESION LINEAL 0.80 g/mlDENSIDAD POR DENSIMETRO 0.81 g/mlDENSIDAD PICNOMETRO 0.808 g /mlDENSIDAD POR TABLA 0.810 g/ml

El porcentaje de error que existe, es en la primera medida del 6.04%, en la segunda de 1% y la cuarta del 0.2%. Y la otra medida si concuerda con los datos reales.

ACEITE MINERAL

DENSIDA PROMEDIO 0.7640 g/mlDENSIDAD REGRESION LINEAL 0.858 g/mlDENSIDAD POR DENSIMETRO 0.85 g/mlDENSIDAD PICNOMETRO 0.848 g /mlDENSIDAD POR TABLA 0.854 g/ml

El porcentaje de error que existe, es en la primera medida del 10.44%, 1% , en la segunda del 5.4% y la cuarta del 0.6%. Y la otra medida si concuerda con los datos reales.

GLICERINA

DENSIDA PROMEDIO 1.1499 g/mlDENSIDAD REGRESION LINEAL 1.3859 g/mlDENSIDAD POR DENSIMETRO 1.27 g/mlDENSIDAD PICNOMETRO 1.256 g /mlDENSIDAD POR TABLA 1.261 g/ml

El porcentaje de error que existe, es en la primera medida del 11.1%, 1%, en la segunda del 12.5% , la tercera del 0.9% y la cuarta del 0.5%.

RESULTADOS SEGUNDA PARTE

EMPUJE DEL FLUIDO

MEDICIONES

PESO EN EL AIRE 1.16N - 116g PESO EN EL FLUIDO 1 N - 100g

CUERPO

DIAMETRO 2 cm. ALTURA 3.2 cm.

1. 1,16 N – 1N = 0,16 N = EMPUJE

En el grafico, se muestra el diagrama de cuerpo libre

con sus respectivas fuerzas, que afectan en la

formula de empuje

Como el empuje es proporcional al peso, La masa del objeto introducido en el agua es de 16 g.

ACTIVIDADES ADICIONALES

1. Si inicialmente el tubo en U contiene solo agua ¿Cómo es el nivel en cada una de las ramas? ¿Cuál es l presión de la superficie de cada una de las ramas?

2. ¿Cuál es la presión en el fondo del tubo en U, debido solo al agua?3. ¿Cuál es la presión absoluta en el fondo de un tubo en U?4. Si vierte aceite en una de las ramas, ¿Qué pasa con el nivel de agua? Explique.5. ¿Cuál es la expresión para encontrar la presión que ejerce la columna de aceite en el

agua, punto de interface (Punto 1)?6. ¿Cuál es la expresión para encontrar la presión absoluta que ejerce la columna de aceite

en el agua, punto de internase (Punto 1)?7. Como base en la información anterior, muestre mediante un procedimiento algebraico

como encontrar la densidad del aceite.

SOLUCIÓN

1. El nivel que encontraríamos en cada una de las ramas del tubo en U, seria exactamente igual ya que este contiene solamente agua. Y la presión de la superficie en cada una seria igual a la presión atmosférica.

2. La presión que encontraríamos en el fondo del agua seria la presión hidráulica.3. La presión que encontraríamos en el fondo del agua seria la suma de la presión

atmosférica y la presión hidráulica.4. Al verter aceite en una de la ramas automáticamente cambian las alturas del tubo en U,

Es decir el agua ya no estaría a nivel. Esto se genera por la densidades de los compuestos.

5.

6.

7.

CONCLUSIONES GENERALES

Este laboratorio nos demuestra las diferentes formas de encontrar la densidad. Y Demostramos los diferentes aspectos que se pueden extraer de estas mediciones como, Masa, Volumen, Densidad y las diferentes presiones en algunos casos.

PRACTICA 3DETERMINACION DE LA CAPACIDAD CALORIFICA DE UNA CALORIMETRO

OBJETIVO Determinar la capacidad calorífica de un calorímetro.

RESULTADOS DE LA PRÁCTICA.

maf = Masa agua fría.

c = Calor especifico.

Taf = Temperatura Agua fría.

mac = Masa agua caliente.

c = Calor especifico.

Tac = Temperatura Agua caliente.

C = Calor especifico.

Taf = Temperatura Agua fría.

Te = Temperatura de Equilibrio

ECUACION USADA

mac maf tac taf te C (J/ºc)212,7x10^-3 Kg 63 x10^-3 Kg 73 ºC 16 ºC 43 º C 725,53 J/ºC

104,7 x 10^-3 Kg 314 x 10^-3 Kg 77 ºC 27 º C 27 ºC 676,004 J/ºC

143 x 10 ^-3 Kg 148,7 x10^-3 Kg 78 º C 35 ºC 35 º C 732,22 J/ºC

CAPACIDAD CALORIFICO PROMEDIO 711.25 J/ºC

CALOR ESPECIFICO 4185.8 J/KgºC

PREGUNTAS ADICIONALES

1. Análisis dimensional de la capacidad calorífica