#13Instituto Politécnico Nacional

Escuela superior de ingeniería mecánica y eléctrica (ESIME UA)

Practica de laboratorio #1

Densidad relativa

Víctor Hugo Galván López

Objetivo

Mediante el uso del hidrómetro el alumno analizara y comparara los datos reflejados por el instrumento y los datos obtenidos en el cálculo.

Investigación

Definiciones:

Masa: Masa es un concepto que identifica a aquella magnitud de carácter físico que permite indicar la cantidad de materia contenida en un cuerpo. Dentro del Sistema Internacional, su unidad es el kilogramo (kg.)

Volumen: Una palabra que permite describir al grosor o tamaño que posee un determinado objeto. Asimismo, el término sirve para identificar a la magnitud física que informa sobre la extensión de un cuerpo en relación a tres dimensiones (alto, largo y ancho). Dentro del Sistema internacional, la unidad que le corresponde es el metro cúbico (m3).Densidad: la densidad es la masa que se encuentra en una unidad de volumen y se representa.

δ=mv [kg

m3]

Donde:

δ es: densidad especifica o absoluta[kg

m3]

m es : masa{Kg]v es: volumen[m3]

Densidad relativa: se define como la relación entre la masa del cuerpo o a masa de un mismo volumen de agua destilada a la presión atm y a 4°c y se representa:

[ δr=δ sustanciaδ agua

[adimensional]]

Donde:

δr es: densidad relativa [adimensional]

δsustancia es : densidad de la sustancia a comparar con el agua [kg

m3]

δagua es: densidad del agua [kg

m3]

Materiales

Instrumento Descripción grafica Instrumento Descripción graficaBascula Hidrómetro

Fluidos Agua, glicerina, aceite hidráulico, acetona y

alcohol

Papel sanitario

Probetas graduadas

Desarrollo de la práctica

1. Organizarnos por equipo2. Colocarse la bata de seguridad3. Verificar que los instrumentos y equipo a utilizar este completo: el material enlistado

anteriormente4. Pesar la probeta que se encuentra sin líquido5. Presar las probetas con los líquidos respectivos y restar el peso de la probeta vacía de tal

forma que solo obtengamos el peso del líquido.6. Con ayuda de la visión del operador se tomara el volumen que indica nuestra probeta

graduada, recordando que este valor se tendrá que convertir a metros cúbicos para poder realizar el calculo

7. Con ayuda de los valores obtenidos en los pasos 5 y 6 se procederá al cálculo de la densidad con la siguiente formula

Densidad δ=mv

[kg

m3]

8. Con ayuda del hidrómetro calcular las densidades relativas de cada sustancia, teniendo en cuenta que este para se tiene que realizar con la mayor seguridad posible ya que si nuestro hidrómetro lo colocamos en un fluido menos denso del que este puede leer. Provocara que nuestro hidrómetro caiga hasta la profundidad ocasionando una posible destrucción del instrumento.

9. Con ayuda de la siguiente formula calcular de manera teórica la densidad relativa y comprar el dato obtenido con que os refleja el hidrómetro.

10. Todos los valores obtenidos de forma experimental y teórica serán reportados en tablas y se analizarán

Observación: cada vez que el hidrómetro se coloque en otro fluido este tendrá que ser limpiado a la perfección con ayuda del papel sanitario de tal forma que el poco líquido que se le quede impregnado no cambie la densidad del nuevo fluido.

Cálculos y resultados

Recipiente sin líquido Masa= .326Kg

Conversión de ml a m3 [1 litro = .001m3]

Liquido Volumen l Volumen m3

Agua .440 .00044Glicerina .445 .000445Aceite hidráulico .465 .000465Acetona .465 .000465Alcohol .485 .000485

Calculo de densidades

Liquido Masa kg Volumen m3 Densidad δ=

mv

[

kg

m3]

Densidad de tabla [kg

m3

]

Agua .430 .00044 977.27 1000Glicerina .564 .000445 1267.41 1258Aceite hidráulico

.411 .000465 883.87 800

Acetona .372 .000465 800 787Alcohol .404 .000485 832.98 789

Calculo de densidad relativa (densidad del líquido respecto del agua)[ δr=δ sustanciaδ agua

[adimensional]]

Sustancia Densidad relativa (calculo) Densidad relativa hidrómetro(experimental)Agua

δr=977.27977.27

=1-

Glicerina δr=1267.41977.27

=1.2961.250

Aceite hidráulicoδr=883.87977.27

=.904.888

Acetona δr=

800977.27

=.818.802

Alcoholδr=832.98977.27

=.852.836

Porcentaje de desviación entre densidad relativa calculada y la densidad relativa experimental

Sustancia Porcentaje de error entre densidades relativasAgua

%E=valor mayor−valor menor

valor mayorx100=

1−11x 100=0%

Glicerina %E=

valor mayor−valor menorvalor mayor

x100=

1.296−1.2501.296

x100=3.5%

Aceite hidráulico%E=

valor mayor−valor menorvalor mayor

x100=

.904− .888.904

x100=1.76%

Acetona %E=

valor mayor−valor menorvalor mayor

x100=

.818−.802.818

x 100=1.95%

Alcohol%E=

valor mayor−valor menorvalor mayor

x100=

.852−.836.852

x 100=1.87%

Conclusiones

Con ayuda de esta práctica se aprendió a usar el hidrómetro y con ello a calcular y comparar las densidades respecto a la del agua.

Por otra parte podemos concluir que con ayuda de los datos: volumen y masa se puede calcular la densidad de una sustancia, esto solo en caso de que no se cuenten con los valores de tabla; ya que como podemos ver en los cálculos obtenidos existe un cierto porcentaje de error:

Factores que influyen:

1. En la toma de masa : Una báscula mal calibrada Una resta errónea entre el cuerpo y con líquido y el cuerpo sin liquido

2. En la toma del volumen: Lectura errónea por problemas de desnivel o mala visión del operador

3. En el cálculo de la densidad existe % de error puesto que en los cálculos no se ocupan todos los decimales. Por lo que los valores de tabla so más recomendados puesto que son valores tomados en laboratorios y presentan menos errores que los calculados de forma experimental

Los errores presentados en la densidad relativa calculada vs la que os presenta el hidrómetro, son las mismas mencionadas anteriormente, aunque cabe destacar que los porcentajes de error con menores al 2% a excepción de un valor; por lo que podemos afirmar que nuestros valores calculados son correctos respecto a los valores experimentales.

Ya para finalizar la densidad relativa es la comparación de la densidad de un cuerpo o fluido respecto a la del agua; esta relación nos puede servir como Ingenieros para el diseño de maquinarias u otros instrumentos de tal forma que su desempeño aumente y sea más útil para la sociedad.