Universidad de El SalvadorFacultad de Ingeniera Y ArquitecturaUnidad de Ciencias Bsicas.

LABORATORIO No.1DETERMINACION EXPERIMENTAL DE LA DENSIDAD DE LIQUIDOS Y SOLIDOSGrupo de Laboratorio- 33Mesa de Trabajo No.4

ResumenExisten una serie de tcnicas para calcular la densidad de las sustancias de forma experimental, entre ellas usando un densmetro, usando la relacin de masa/volumen utilizando una balanza para calcular la masa y la probeta para medir su volumen otra forma es por medio de un tubo en U utilizando conocimientos de manometra. Realizando estos experimentos por distintas tcnicas, el estudiante determinar cual es la ms forma ms precisa de calcular la densidad de una sustancia sea solida o liquida. Por medio de este laboratorio el estudiante afianzara una serie de conceptos explicados en clase sobre algunas propiedades fsicas de los fluidos.

INDICE

Resumen2Introduccin terica..4Procedimientos.6Anlisis de resultados.11Conclusiones.13Referencias bibliogrficas.14

DENSIDADAunque toda lamateriaposee masa y volumen, la mismamasadesustanciasdiferentes tienen ocupan distintosvolmenes, as notamos que elhierroo elhormignson pesados, mientras que la misma cantidad degoma de borraroplsticoson ligeras. La propiedad que nos permite medir laligerezaopesadezde una sustanciarecibe el nombre dedensidad. Cuanto mayor sea ladensidadde un cuerpo, ms pesado nos parecer:d = m/vLadensidadse define como elcociente entre lamasade un cuerpo y elvolumenque ocupa. As, como en elS.I.lamasase mide enkilogramos(kg) y elvolumenenmetros cbicos(m) ladensidadse medir enkilogramos por metro cbico(kg/m). Estaunidad de medida, sin embargo, es muy poco usada, ya que es demasiado pequea. Para elagua, por ejemplo, como unkilogramoocupa unvolumende unlitro, es decir, de0,001m, la densidad ser de: 1000 kg/mLa mayora de lassustanciastienen densidades similares a las delaguapor lo que, de usar esta unidad, se estaran usando siempre nmeros muy grandes. Para evitarlo, se suele emplear otraunidad de medidael gramo por centmetro cbico(gr./c.c.), de esta forma la densidad del agua ser:Las medidas de ladensidadquedan, en su mayor parte, ahora mucho ms pequeas y fciles de usar. Adems, para pasar de una unidad a otra basta con multiplicar o dividir por mil.SustanciaDensidad en kg/mDensidad en g/c.c.

AguaAceiteGasolinaPlomoAceroMercurioMaderaAireButanoDixido de carbono1000920680113007800136009001,32,61,810,920,6811,37,813,60,90,00130,0260,018

Ladensidadde un cuerpo est relacionada con suflotabilidad, una sustanciaflotar sobre otra si su densidades menor. Por eso lamaderaflota sobre elaguay elplomose hunde en ella, porque elplomo posee mayordensidadque elaguamientras que ladensidadde lamaderaes menor, pero ambas sustancias se hundirn en lagasolina, dedensidadms baja.Densidad:la densidad es una caracterstica de cada sustancia. Nos vamos a referir a lquidos y slidos homogneos. Su densidad, prcticamente, no cambia con la presin y la temperatura; mientras que los gases son muy sensibles a las variaciones de estas magnitudes.Densidad de un cuerpo = masa del cuerpo / Volumen que ocupaSus unidades sern en el S.I. kg/m.Es frecuente encontrar otras unidades, tales como g/ml; g/l; etc....Clculo de la densidad en los slidos:Para hallar la densidad, utilizaremos la relacin:d = Masa / VolumenLo primero que haremos ser, determinar la masa del slido en la balanza.Para hallar el volumen: Cuerpos regulares: Aplicaremos la frmula que nos permite su clculo. Si es necesario conocer alguna de sus dimensiones las mediremos con el calibre, la regla o el instrumento de medida adecuado. Cuerpos irregulares: En un recipiente graduado echaremos agua y anotaremos su nivel. Luego, sumergiremos totalmente el objeto y volveremos a anotar el nuevo nivel, la diferencia de niveles ser el volumen del slido.Todas las medidas deben realizarse, por lo menos, tres veces y calcularemos la media aritmtica para reducir errores.

Material utilizado en este laboratorio:3-Densmetro para el grupo de laboratorio.1-Balanza granataria1-Regla de 100cm1-Probeta de 10ml2-Probetas de 100ml3-Probetas de 100ml (Con lquido muestra para el grupo de laboratorio)1-Tubo en U con soporte1-cuerpo metlico de forma regular (esfera)1-cuerpo metlico de forma irregular (alambre) 1-Calibrador vernier1-Beaker de 500ml Lquidos de muestra (aceite comestible o aceite disel) Papel, sal comn, cucharitas.

PROCEDIMIENTOS.PARTE I: DETERMINACIN DE LA DENSIDAD DE LOS LQUIDOS.Lquido de muestra: Aceite comestible.a) USO DEL DENSIMETRO:1. En una mesa de laboratorio, habrn tres probetas de 1000 ml, cada una conteniendo aceite comestible, aceite disel y agua. En el caso nuestro observamos el del aceite comestible y la del agua.2. Realizamos la lectura de los densmetros y adems utilizando el criterio de cifras significativas, los valores observados los resumimos en la siguiente tabla:ObservacinLquidoGravedad EspecficaDensidad ()

1Aceite comestible0.920920 kg/

2Agua del grifo.1.00100kg/

b) USO DE LA RELACION MASA/VOLUMENEn esta parte se prepara una solucin salina como liquido de muestra.1. Medimos la masa de la probeta de 100ml vaca.2. Vertimos 70ml de agua en la probeta de 100ml y luego los vaciamos en el beaker.3. Pesamos 7 gr de sal comn (con la balanza); y los pasamos al beaker y agitamos hasta disolver.4. Vertimos la solucin salina en la probeta de 100ml, se toma la lectura del volumen.5. Determinamos la masa de la solucin salina en la probeta.6. Calcular con los datos obtenidos la densidad de la solucin salina de dos maneras: En base al criterio de las cifras significativas Expresando la medida con su incertidumbre absoluta7. Repita el procedimiento pero ahora utilizando agua del grifo, con la probeta etiquetada agua del grifo8. Los clculos y resumen a continuacin:Masa de la probeta de 100ml vaca: 104 g = 0.104 Kg.Masa de la probeta + Solucin salina: 179.4 g= 1.794 KgMasa de la solucin salina= (Masa de la probeta + solucin salina)- masa de la probeta =179.4 g - 104.0 g =75.4 g

Masa del agua del grifo)= (Masa de la probeta + agua del grifo) - masa de la probeta = 173.6 g 104 g = 69.6 g

observacinLquidoVolumen (ml)Masa (g)Densidad (1000 kg/)

1Solucin salina72.0 ml75.4 g kg/

2Agua del grifo.70.0 ml69.6 g994 kg/

Calculo de las densidades:1. Densidad de la solucin salina.

2. Densidad del agua.

Densidad de la solucin salina con su incertidumbre, :Clculos:

Despejando nos queda:

Donde: : Incertidumbre absoluta

Densidad de la solucin salina con su incertidumbre, D= ) C) USO DEL TUBO EN U1. Se debe medir las alturas h1 y h2.2. Aplicando los conceptos de manometra calcule la densidad.3. Se resumen los valores obtenidos a continuacin:

h1= 19.7 cm h2= 18.0 cm

Asumimos entonces que es aceite comestible.Calculamos la densidad:

PARTE II: DETERMINACION DE LA DENSIDAD DESLIDOS

a) SLIDO DE FORMA GEOMETRICA REGULAR.1. Mida la masa de la muestra metlica (esfera).2. Mida el dimetro de la muestra metlica y calcule su volumen.3. Determine la densidad de la muestra. Utilice la relacin masa/volumen.4. Consulte una tabla de densidades y escriba el nombre del posible metal.5. Traslade los valores a la tabla siguiente:

Masa: 0.0283 kgDimetro: 0.019 mVolumen: V= 1/6**(0.019)3 V=3.59 x10-6 m3Densidad: = m/v = 0.0283 kg/ 3.59x10-6 m3 = 7.88x103 Pa

Para la muestra slida regular:Masa (g)Dimetro (mm)Volumen (m3 )Densidad (kg/m3 )

28.3193.59x10-67.88x103

Ecuacin para el volumen: V = 1/6d3

Identidad probable de la muestra slida: hierro/acero

b) SLIDO DE FORMA IRREGULAR.1.Mida la masa del alambre.2.Agregue unos 8 ml de agua en la probeta de 10 ml, tome la lectura.3.Introduzca la muestra metlica (alambre) en la probeta, cuide de que no queden burbujas atrapadas.4.Mida el volumen de agua desplazado.5.Calcule la densidad de la muestra metlica. Utilice la relacin masa/volumen.6.Consulte una tabla de densidades y escriba el nombre del posible metal.7.Traslade los valores a la tabla siguiente:

Masa: 6.2x10-3 kgVolumen: 4x10 -7 m3Densidad: = m/v = 6.2 x10-3 kg/8x10 -7 m3 =7750 PaPara el cuerpo irregular.

Masa (g)

Vol. de agua (ml)

Vol. agua + metal (ml)

Diferencia de volmenes (ml)Densidad (kg/m3 )

6.2

88.40.87750

Identidad probable del slido irregular: cobre

ANALISIS DE RESULTADOS.A) Por qu es importante limitar el nmero de cifras significativas en los resultados de las densidades obtenidas?Las cifras significativas de un nmero son aquellas que tienen un significado real y, por tanto, aportan alguna informacin. Toda medicin experimental es inexacta y se debe expresar con sus cifras significativas.Usar ms decimales de los que proporciona el equipo con el que medimos no tiene razn de ser ya que el instrumento que hemos utilizado para medir no es capaz de hacerlo. Entonces el nmero de C.S depender de los instrumentos que usemosPara la solucin salina:1 Manera g/# de c. s. = 52 Manera D= ) # de c.s =3Para el aceite comestible: Tubo en U= 913.7 kg/m3 # de c. s. = 4

B) Con base a los resultados obtenidos de la parte a) Cul de los dos mtodos es ms preciso para calcular la densidad?El mtodo ms preciso para calcular la densidad, en base a los resultados obtenidos en la prctica, es el aplicado en el clculo de la densidad para una solucin salina ya que al calcular la incertidumbre absoluta muy baja. Esto debido a los instrumentos utilizados, la medicin en el tubo en U fue menos precisa. C) Conocidos dos mtodos de obtener la densidad de cuerpos slidos:

En cul mtodo se cometen ms errores al realizar las mediciones?

Se cometen ms errores en el mtodo utilizado para calcular el volumen de un cuerpo slido irregular. Lo anterior lo podemos comprobar porque:

1) Una medida es ms precisa cuanto mayor sea el nmero de cifras significativas con que se expresa. En la pasada practica de laboratorio, se observ que el calibrador vernier proporciona un mayor nmero de cifras significativas que la probeta de 10 ml. Especficamente el calibrador nos permiti tener lecturas de hasta 4 cifras significativas, en cambio con la probeta solamente fue posible obtener medidas de hasta 2 cifras significativas. Lo anterior nos indica que es ms fcil alejarnos del valor verdadero, es decir cometer ms errores, en instrumentos con menor precisin.

2) Si se comparan las densidades tericas, registradas en tablas, de los materiales utilizados (en este caso acero y cobre), se nota que la densidad obtenida para el acero, tiene un valor ms cercano al valor terico que se encuentra en dichas tablas, en contraste con la densidad obtenida para el cobre, que tiene un valor menos cercano al terico. A continuacin se comparan de manera especfica los valores experimentales obtenidos con los tericos.

MaterialDensidad (kg/m3 )Diferencia

Valor TericoValor Experimental

Acero7800.07883.0+ 83

Cobre8900.07750- 1050

En nuestro caso con los datos anteriormente mostrados, al calcular la densidad de la esfera (cuerpo regular) se estuvo bastante acertado ya que utilizamos el pie de rey que es bastante preciso y con la probeta se fue menos preciso para calcular el volumen del alambre (cuerpo irregular), y de ah que se cometiera un error muy grande.

CONCLUSIONES

Al realizar esta prctica se hicieron mediciones con el densmetro, para determinar la densidad media de algunas sustancias tales como: el agua y el aceite comestible. Adems de algunos cuerpos metlicos de forma regular e irregular. Tambin se calcularon las densidades de lquidos y slidos antes mencionados con la relacin masa/ volumen y el tubo en U, es decir se conocieron sus densidades de manera calculada y experimentalmente.Los valores obtenidos experimentalmente son muy cercanos a los datos ya establecidos que son proporcionados por tablas. Aunque tambin se utiliz el criterio de cifras significativas para que los datos fuesen ms precisos. Sin embargo no se descartan las fuentes de error que pudieron existir a la hora de realizar estas mediciones entre las cuales podemos mencionar: Falta de calibracin de la balanza granataria en el momento de medir la masa. Lecturas incorrectas del pie de rey. Lecturas incorrectas del volumen en las probetas. Mediciones errneas en las alturas del tubo en u Errores producidos en las unidades y clculos pertinentes.De esta manera se aplicaron los conocimientos al efectuar esta prctica y al momento de conocer los diferentes mtodos para la medicin de las densidades de lquidos y slidos.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS.http://www.fisicanet.com.ar/fisica/estatica_fluidos/ap05_densidad.php13