8/19/2019 Práctica 5 Densidad Del Aire Ale

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Práctica No. 5 Densidad del aire

Alejandro Valdez Cruz

FCFM BUAP; 18 Sur y Av. San Claudio, Col. San Manuel, Puebla, Pue. C.P: 72570

F́ısica Experimental IV

OBJETIVO

El objetivo fundamental de esta pr´ actica es determinar el valor que tiene la densidad del aire en Puebla.

I. TEORÍA

Se denomina aire a la mezcla homogénea de ga-ses que constituye la atmósfera terrestre, que per-manecen alrededor del planeta Tierra por accin dela fuerza de gravedad. A mayor altitud disminuyenla presión y la densidad del aire. La densidad del

aire se puede medir de la siguiente manera. Se to-ma una botella, se pesa permitiendo que la presióndentro de ella sea la misma que fuera de ella. Pos-teriormente se le suministra aire con una bombay se pesa, el procedimiento se repite con la mis-ma cantidad de aire suministrado, esto para poderobtener un promedio en los resultados. Se calculala diferencia de pesos, esta diferencia de pesos lallamamos ∆mi

∆mi

N   = ∆M 

El siguiente paso es vaciar el aire que está dentrode la botella (el exceso) en una bolsa, es fácil medirel volumen que ocupa la bolsa, acomodándola enalgún recipiente de dimensiones conocidas. De aquı́que la densidad del aire estar dada por:

ρ = ∆M 

V  

II. MATERIAL

Balanza

Botella con válvula de aire

Bomba de aire

Juego de pesas

Regla

.

Figura 1. Material utilizado

III. PROCEDIMIENTO

Se colocaron los platos de la balanza en equili-brio y se pesó la botella tratando de que no tuvieseaire dentro, registrando el valor que nos propor-cionó la balanza. Posteriormente se le dieron 10bombazos y de nuevo se pesó, expulsando todo elaire dentro de ella en una bolsa y acomodándoloen algún cuerpo geométrico conocido para estimarde una manera más sencilla el volumen de aire.

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Figura 2. Procedimiento utilizado en la práctica

IV. RESULTADOS

La masa de la botella sin aire adentro result óser:

mvacia  = 141,34gr

El volumen de aire de la botella se acomodó enun recipiente de forma de prisma rectángular. Serealizaron 3 mediciones con 10 bombazos y las me-diciones que se realizaron en cada una de las me-diciones fueron:

Medición 1La masa de la botella con 10 bombazos de aire

resulta:

m = 143,84gr

Al hacer la diferencia de las masas es:

∆m1 = 2,5gr

Las dimensiones para ese prisma rectángularfueron :l = 0,156ma = 0,11mh = 0,13mY el volumen:

V  1 = 2,2308  ∗  10−3m3

Y al calcular la densidad del aire:

ρ1 = ∆m1V  1

= 1,1206kg

m3

Medición 2La masa de la botella con 10 bombazos de aire

resulta:

m = 143,69gr

Al hacer la diferencia de las masas es:

∆m2 = 2,35gr

El volumen de aire en este prisma fue de:

V  2 = 2,0449  ∗  10−3m3

Y al calcular la densidad del aire:

ρ2 =

 ∆m2V  2 = 1,149

kg

m3

Medición 3La masa de la botella con 10 bombazos de aire

resulta:

m = 143,82gr

Al hacer la diferencia de las masas es:

∆m2 = 2,48gr

El volumen de aire en este prisma fue de:

V  3 = 2,1021  ∗  10−3m3

Y al calcular la densidad del aire:

ρ3 = ∆m3V  3

= 1,18kg

m3

Estos fueron los valores que se obtuvieron parala densidad del aire, y comprándolos con el valoraceptado en la ciudad de Puebla, considerando laaltura sobre el nivel del mar y la presión atmosféri-ca que es de

ρ = ∆m

V    = 1,2

kg

m3

Con lo cual podemos concluir que los valores ex-perimentales obtenidos fueron correctos y la prácti-ca se realizó de forma correcta.

V. CUESTIONARIO

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1. ¿Cómo puede usar los valores ∆M  para cal-cular la densidad del aire ?

∆M  se utiliza como la masa de aire que contie-ne la botella al llenarla con la bomba. Al registrareste valor y al haber obtenido el volumen al vaciarel aire en la bolsa, se puede determinar el valor dela densidad.

2. ¿Le hizo falta algún dato adicional para de-terminar la densidad de aire en su región? De seraśı, ¿cómo lo obtuvo?

No nos hizo falta ningún valor ya que para elcálculo solo se tomó en cuenta el valor de la masaque registraba la balanza, el cual suele variar mı́ni-mamente en cada región y el volumen de aire quese le daba a la botella.

3. ¿Hay diferencias en los valores de la densidad

obtenidos con los tres valores medidos de ∆M ? ¿Aqué pueden deberse? ¿Qué fue lo que contribuyómás a esa diferencia?

Las diferencias pueden deberse a que la bombade aire no está sellada completamente, y hay unapequenã pérdida de aire en el proceso.

4. ¿Sus valores de la densidad del aire son apro-ximados a los reportados en la literatura? ¿Porqué?

El valor de la densidad del aire en la ciudad de

Puebla considerando la presión atmosférica y la al-tura sobre el nivel del mar es de:

ρ = ∆m

V    = 1,2

kg

m3

Y de acuerdo a los resultados mostrados se pue-de observar que los valores experimentales obteni-dos son muy cercanos a este valor. Esto se debe aque la práctica se realizó siguiendo al pie de la letrael procedimiento y registrando lo más exacto po-sible los valores de las masas y de las dimensiones

del recipiente ocupado para calcular el volumeny de esta manera calcular con mucha precisión elvalor de la densidad.

5. Dé razones o sugerencias para mejorar odesechar esta práctica en el laboratorio.

Esta pŕactica es sencilla de realizar, pe-ro las mediciones deben realizarse con preci-sión,considerando la intensidad de fuerza en los

bombazos a la botella.

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