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Experiencia N° 2RELACIONES ENTRE MASA Y VOLUMEN.
Para calcular matemáticamente la densidad de un objeto es necesario conocer la masa y el volumen que ocupa en un determinado espacio, el siguiente trabajo fue llevado a cabo, con la finalidad de conocer el uso y manejo de la balanza, además, trabajar con los instrumentos utilizados para hallar volumen; como son: probeta de 100mL, vasos de precipitado de 100 y 50ml.
En lo concerniente a la balanza, la forma de equilibrarla, usarla y la manera en que se debe proceder al momento de utilizar las pesas.
Del trabajo realizado con la probeta podemos decir que nos sirve para medir volúmenes de cuerpos tales como: rocas, esferas, y objetos sin una forma determinada, estas también pueden ser de distinta capacidad, como 50, 100 y 150ml.
Los vasos de precipitado, tienen una función similar a la probeta, con la diferencia que en el se pueden introducir sólidos de un mayor tamaño, pero su principal función es calentar para preparar sustancias, se les encuentra de varias capacidades, desde 1 ml hasta de varios litros.
Objetivos:
Objetivo General: Conocer e identificar el manejo de la balanza, y familiarizarse con trabajos para hallar densidad obteniendo el volumen y la masa de un objeto.
Objetivos específicos:
Aprender a equilibrar la balanza y ubicar sus pesas de manera correcta.
Aprender a hallar masa y volumen de muestras.
Utilizar de manera correcta la probeta y el baso de precipitado.
Justificación:
Al intervenir, en el uso de la balanza y la probeta, para hallar la masa y el
volumen de las muestras, se amplia el conocimiento concerniente al desarrollo
del procedimiento a seguir, siempre que se requieran estas propiedades, en
cualquier investigación, o proceso de experimentación.
Para mejorar nuestro desempeño, en el área de experimentación en el
laboratorio, y conocer el adecuado uso de los materiales que allí podemos
encontrar, y en que momento nos pueden servir en dicha investigación.
Al centrarnos en el aspecto investigativo practico, sabemos de que manera
podemos utilizar, cada uno de los materiales, a la hora de resolver y obtener
información respecto a ciertos interrogantes que fueron los que conllevaron a la
experimentación la cual, como es de esperar no solo resolverá estos, si no que
nos ayudara a obtener destrezas a la hora de manejar ciertos instrumentos.
Método:
El uso adecuado de la balanza nos garantizara el mejor resultado posible en la
experimentación, a la hora de hallar masa, con respecto a la probeta todo
depende de la capacidad que se tenga para utilizar de manera correcta.
Balanza
Se verifica que la balanza este equilibrada. Y si no esta equilibrada
encargarse de que quede lo mas equilibrada posible.
Se colocan las muestras sobre ella y luego se utilizan las pesas para
hallar la masa.
Repetir este procedimiento tres veces para obtener el promedio de la
masa.
Probeta
Se toma una probeta de 100mL, se le agregan 50mL de agua destilada
(V1)
Se verifica que la medida de agua sea exacta, y si no lo es se elimina o
se le agrega la cantidad necesaria.
Se introduce la muestra y se apunta el volumen que marque la probeta
(V2)
Luego se saca el residuo del volumen, restándole al volumen de la
probeta con la muestra el volumen inicial, así obtenemos el volumen de
la muestra (V3) este procedimiento se hace tres veces para hallar el
volumen promedio.
Baso de Precipitado:
Después de haber equilibrado la balanza se halla la masa del baso (M1)
Luego se le agrega la muestra al vaso y se halla la masa a este también
(M2)
Se obtiene la diferencia de masas, y se obtiene la masa de la muestra
(M3) este procedimiento se hace también tres veces para hallar el
promedio de la masa.
Habiendo obtenido ya estos datos que se han apuntado posterior mente en una
tabla de datos, y se aplica la formula para hallar Densidad:
D= m/v. y se divide la masa promedio en el volumen promedio y se obtiene la
densidad de la muestra.
Papel milimetrado:
En el papel milimetrado se realizo un grafico con el promedio de de la
masa en gramos sobre la ordenada y el promedio del volumen sobre la
abscisa.
Se Calcula la pendiente de la curva, esta es una proporcionalidad
constante o la densidad de la sustancia. Con la formula m= y2-y1/x2-x1
sugerir la identidad de la muestra dada.
Procedimiento:
Primero antes de empezar a tomar nota de la masa de las monedas
equilibramos la balanza de tal modo que lo que marcara fuese lo mas preciso
posible, luego de esto en un baso de precipitado sobre la balanza tomamos un
valor inicial o M1 después se introdujo la canica dentro del baso y se apunto un
segundo valor, M2 se realizo la diferencia de masas y se obtuvo la masa final
M3, se realizo de esta manera ya que al ser esférica la cacica no resultaba fácil
de pesar sin el baso, este procedimiento se repitió otras dos veces para
obtener una masa promedio.
Para obtener el volumen, primero se tomo una probeta, de 100mL y se le
agregaron 60ml de agua destilada la cual es el primer valor a considerar V1 a
continuación se introdujo la cantinidad de monedas de la muestra dada dentro
de ella y se tomo el siguiente valor como: V2 se realizo la diferencia de volumen
y se obtuvo el volumen de la canica V3, esto se realizo igualmente tres veces
para obtener un volumen promedio.
Todos los datos obtenidos se apuntaron en una tabla de datos para luego
determinar mediante esta información la densidad de la muestra
Con la siguiente formula: D= m/v
DATOS DE MASAS:
MUESTRADETERMINACIÓN Masa (g)
1 2 3 Promedio
MEDIDA DE VOLUMENES:
MUESTRA 1.DETERMINACIÓN Volumen (ml)
1 2 3 Promedio
Agua + muestra
Agua l
Muestra
Resultados:
Grupo 1:
Densidad muestra 1
Densidad muestra 2
Densidad muestra 3
Conclusiones:
La balanza es un instrumento que nos ayuda a obtener el valor de la
masa de una muestra.
La probeta nos permite calcular el volumen de un solido sin forma
determinada
El vaso de precipitada nos ayuda a la hora de pesar objetos esféricos.
La utilización correcta de cada uno de los instrumentos o herramientas que nos
facilita el laboratorio, nos permite determinar, ciertos valores, o cualidades
físicas de la materia, como son la masa y el volumen, y con estas podemos
determinar otras características de la misma como la densidad. No se puede
determinar estas características de todas las muestras de la misma forma, ya
que en la mayoría de los casos tienen diferente forma, tamaño, incluso
composición y estado, bien sea liquido solido o gaseoso, por esta razón no es
igual determinar la densidad del agua, que la densidad de una roca.
Recomendaciones:
Calibrar bien la balanza para obtener las cantidades de manera mas
precisa
Verificar el volumen señalado por el líquido dentro de la probeta.
No golpear la balanza ya que se desequilibra.
Tener cuidado al introducir los sólidos dentro de la probeta para evitar
romperla
Tener el mayor cuidado posible al momento de utilizar la probeta y los
vasos de precipitado, debido del cual están elaborados.
Preguntas:
Dos muestras metálicas una de las cuales fue conocido para ser plomo
denibelizado. La primera muestra tiene una masa de 7.60 g y desplazó
0.90 ml de agua. La segunda muestra tiene una masa de 8.40 g y
desplaza un volumen de 0.74 ml de agua. Cuál de las muestras tiene
plomo?
Una muestra de forma esférica de masilla insoluble en agua pesó 10.51
g y cuando se colocó en agua desplazó 8.50 ml. ¿Cuál es la densidad
de la masilla?
La masilla fue alargada por balanceo a una forma diferente a la esfera
original. ¿Cuántos ml de agua serán desplazados colocando la masilla
alargada en el agua?
¿Cuál sería la masa de un cubo de plomo de 1.0 cm de arista?
La densidad del oro es 19.3 g/ml ¿Cuál sería la masa de un cubo de oro
de 1.0 cm de arista? ¿Qué volumen de agua desplazaría?
¿Por qué no se deben pesar sustancias directamente sobre el platillo de
la balanza?
Cuando se pesan objetos calientes sobre el platillo de la balanza se
obtiene una masa algo inferior a la que posee el objeto frío. Lo anterior
ocurre debido a las corrientes de convección. ¿Qué se entiende por
corrientes de convección?
¿En qué consiste el error de paralaje?
Los líquidos contenidos en recipientes de estrecha capilaridad muestran
en su parte inferior un menisco ¿Cuál es la razón por la que el menisco
del mercurio sea contrario al resto de otros líquidos? Explique.
Elabore una lista de material de vidrio: a) volumétrico: graduado y
aforado. b) no volumétrico: refractario y no refractario.
Elabore una lista de material de porcelana: refractaria y no refractaria.
Elabore una lista de materiales metálicos.
Solución:
1. ¿Cuál de las muestras tiene plomo?
d=m/v
d1= 7.6g/0.9 mL =8.44 g/mL
d2= 8.4g/0.74mL = 11.35 g/mL
la segunda muestra tiene mayor densidad luego es posible que ese contiene
Pb
2. ¿Cuál es la densidad de la masilla?
m= 10.51g
v= 8.50mL
d=?
D=m/v
D=10.51g/8.50mL= 1.23g/mL
D= 1.23g/mL
3. ¿Cuántos ml de agua serán desplazados colocando la masilla
alargada en el agua?
El volumen marcado por la masilla dentro del agua será el mimo 8.50mL, pues
lo único que cambio fue su forma, no su masa, ni su peso
4. ¿Cuál sería la masa de un cubo de plomo de 1.0 cm de arista?
1cm D=1 1,35g/cm3
V=1cm . 1cm . 1cm = 1cm3
M=? D=M/V M=V . D =1cm3 . 11,35g/cm3
M=11,35g
5. ¿Cuál sería la masa de un cubo de oro de 1.0 cm de arista? ¿Qué
volumen de agua desplazaría?
D= 19.3 g/ml
A= 1,0 cm 1cm
V= (a)3
V= 1cm3 = 1 ml
M= D x V= 19.3g/ml x 1ml = 19.3g
6. ¿Por qué no se deben pesar sustancias directamente sobre el
platillo de la balanza?
Para que el resultado no sea alterado por una cantidad residual de lo
que has pesado antes y además para que tus residuos no puedan
reaccionar con otros elementos a pesar o incluso contaminarlos.
Al pesar sustancias dispersas como sal, azúcar, arena, etc. Habrá una
diferencia en el resultado, lo que se debe hacer es concentrar la muestra
en un punto y así se tendrá un resultado más exacto.
7. ¿Qué se entiende por corrientes de convección?
Las corrientes de convección son una forma de transferencia de calor, está en
particular, se caracteriza porque se produce por intercambio de un fluido que
transporta el calor entre zonas con diferentes temperaturas.
La convección se produce únicamente por medio de fluidos, estos, al
calentarse, aumentan su volumen (para los gases) y su densidad disminuye y
asciende desplazando el fluido que se encuentra en la parte superior y que
esta a menor temperatura.
La convección es una de las tres formas de transferencia de calor y se
caracteriza porque se produce por intermedio de un fluido (aire, agua) que
transporta el calor entre zonas con diferentes temperaturas. La convección se
produce únicamente por medio de materiales fluidos. Estos, al calentarse,
aumentan de volumen y, por lo tanto, su densidad disminuye y ascienden
desplazando el fluido que se encuentra en la parte superior y que está a menor
temperatura. Lo que se llama convección en sí, es el transporte de calor por
medio de las corrientes ascendente y descendente del fluido.
La transferencia de calor implica el transporte de calor en un volumen y la
mezcla de elementos
macroscópicos de porciones
calientes y frías de un gas o
un líquido. Se incluye también
el intercambio
de energía entre una
superficie sólida y un fluido o
por medio de una bomba,
un ventilador u otro dispositivo
mecánico (convección
mecánica, forzada o asistida).
En la transferencia de calor libre o natural un fluido es más caliente o más frío y
en contacto con una superficie sólida, causa una circulación debido a las
diferencias de densidades que resultan del gradiente de temperaturas en el
fluido.
La transferencia de calor por convección se expresa con la Ley del
Enfriamiento de Newton:
Donde h es el coeficiente de convección (ó coeficiente de película), As es
el área del cuerpo en contacto con el fluido, Ts es la temperatura en la
superficie del cuerpo y Tinf es la temperatura del fluido lejos del cuerpo.
8. ¿En qué consiste el error de paralaje?
Desplazamiento aparente de un objeto debido a un cambio de punto de vista.
El error de paralaje se nota sólo en las tomas cercanas, y el resultado de la
discrepancia que hay entre la imagen del objetivo y la imagen del visor en las
cámaras que lo tienen separado del objetivo.
Se denomina paralaje a la desviación angular de la posición aparente de un
objeto, dependiendo del punto de vista elegido. Como se muestra en el
esquema, la posición del objeto observado, en O, varía con la posición del
punto de vista, en A o en B, al proyectar O contra un fondo suficientemente
distante. Desde A el objeto observado parece estar a la derecha de la estrella
lejana, mientras que desde B se ve a la izquierda de aquélla. El ángulo AOB es
el ángulo de paralaje: ángulo que abarca el segmento AB desde O.
Este error es muy común en las cámaras compactas, las cuales poseen un
visor que observa de manera directa la escena para ser tomada. El error parte
desde que usando este tipo de cámaras "uno no ve lo que toma" a diferencia
de la cámara reflex de 35 mm.
Este error es mayor a menores distancias, es decir que si observando por el
visor de la cámara uno se acerca al sujeto el error es magnificado, produciendo
un corte en la imagen.
Esto error se da por ejemplo en las cámaras compactas de formato 110, en las
cámaras de dos objetivos de 6 x 6 y nuestras fieles compactas.
9. ¿Cuál es la razón por la que el menisco del mercurio sea contrario
al resto de otros líquidos?
El menisco es la curvatura que se observa en la parte superior de los líquidos
como respuesta a la superficie del
recipiente que los contiene. En la
mayoría de los líquidos polares como
el agua, el menisco que forman es
cóncavo (hacia abajo) pues son
atraídos por la superficie del
recipiente (como por ejemplo una
bureta). En el caso del mercurio, el menisco que forma es convexo (hacia
arriba) y esto se debe a que sus moléculas son repelidas por la mayoría de las
superficies. Si deseamos realizar la lectura del volumen de ambos líquidos, se
considera la parte inferior del menisco en el caso del agua, y la parte superior
del mismo en el caso del mercurio.
Volumétricos graduados: los materiales volumétricos graduados son
los que tienen plasmada una escala para a medición del volumen,
estas son:
- Pipetas graduadas.
- Buretas.
- Probetas.
Volumétricos aforados: posee uno o más aforos, los cuales son
marcas graduadas con precisión sobre el vidrio para indicar que ese
es el volumen indicado, estos son:
- Balón o matraz aforado.
- Pipeta aforada.
- Pignómetro.
Material de vidrio no volumétrico: el material de vidrio no volumétrico, no
tiene ninguna marca, o escalan que permitan medir el volumen, estas se
clasifican en material refractario y no refractario.
Material refractivo: el material de vidrio refractivo es aquel que se
puede calentar a altas temperaturas, estos son:
- Tubo de ensayo.
- Balón de destilación.
- Erlenmeyers.
- Beakers.
- Condensadores.
- Rotavapores.
- Thiel.
- Tubos capilares.
- Kitasato.
Material no refractivo: es aquel que no se puede calentar porque se
rompe al aumentar bruscamente su temperatura, estos son:
- Cubetas.
- Desecador
- Probeta de decantación.
- Capsula de petri.
- Vidrio de reloj.
- Cristalizador.
- Frasco gotero.
- Porta objetos.
1. Material de porcelana:
Refractivo:
- Capsulas.
- Crisol
No refractivo:
- Morteros.
- Embudo buchner.
- Espátula.
2. Materiales metálicos: la mayoría de estos materiales se utilizan para
la sujeción de otros materiales, estos son:
- Agarradera.
- Aro.
- Doble nuez.
- Espátula.
- Gradilla.
- Cuchara de combustión.
- Balanza de platillos.
- Mechero bunsen.
- Mechero mecker
- Pinzas.
- Pie universal.
- Pinza de mohr.
- Pinza metálica.
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