FICHA TECNICA
PRACTICAS DE LABORATORIO
TEMA: DENSIDAD y PESO ESPECIFICO
Determinar experimentalmente la densidad y peso específico de sólidos (regulares e irregulares), líquidos y gases.
Determinar el peso específico
I. DENSIDAD
MATERIAL:
4 Vasos de precipitado 250 ml
4 probetas de 250, 500ml y 1000 ml.
4 pizetas
Densímetro
Equipo químico de demostración – Balanzas varios
Huevo, sólidos regulares e irregulares y otros objetos.
PROCEDIMIENTO
Utilice los vasos de precipitado, colocar una cantidad de agua conocida exacta o precisa, luego introduzca el objeto de estudio, determine su masa por el volumen que desaloja u otro método como el pesado; si realiza los dos contraste explique si varia o no. Determine la Densidad del objeto estudio.
FUNDAMENTO
Ejm: Densidad del aceite, D = 0,8 g/cm3 .
Significa, que en 1 cm3 de aceite hay 0,8 g de masa de aceite. Luego
Medidas para sólidos y líquidos; (masa,ml) g/cm3 ó lib/pie3 y gases; g/l ó lib/pie3
-ANALISIS TEORICO
“ Es la masa que hay en una unidad de volumen”, “ medida de la concentración de materia en un cuerpo “.
Todo cuerpo sumergido en un líquido, experimenta un empuje hacia arriba igual a lo que pesa el volumen del líquido que el cuerpo desaloja.
II. PESO ESPECIFICO,
Utilizando el valor de la gravedad en la Ciudad de Arequipa, g = 780 cm/s2, calcula el peso especifico
MATERIAL
Vasos de precipitado 250 ml, Densímetro, Objeto de estudio
PROCEDIMIENTO
Realizar el mismo procedimiento que para Densidad, pero aplicar peso no masa.
FUNDAMENTO:
PESO ESPECIFICO, Es el peso que hay en una unidad de volumen. P.e = D. g. ( g/ cm3)
Densidad y peso específico
La densidad está relacionada con el grado de acumulación de materia (un cuerpo
compacto es, por lo general, más denso que otro más disperso), pero también lo está con
el peso. Así, un cuerpo pequeño que es mucho más pesado que otro más grande es
también mucho más denso. Esto es debido a la relación P = m · g existente entre masa y
peso. No obstante, para referirse al peso por unidad de volumen la física ha introducido
el concepto de peso específico que se define como el cociente entre el peso P de un
cuerpo y su volumen
El peso específico representa la fuerza con que la Tierra atrae a un volumen unidad de la
misma sustancia considerada.
La relación entre peso específico y densidad es la misma que la existente entre peso y
masa. En efecto, siendo g la aceleración de la gravedad. La unidad del peso específico
en el SI es el N/m3.
PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES:
El Principio de Arquímedes nos enseña el empuje que recibe un cuerpo cuando se introduce en un líquido, por ejemplo barcos y submarinos. El equilibrio en un cuerpo sumergido depende del metacentro. Hay equilibrio si el metacentro queda encima del centro de gravedad del cuerpo y este flota. Los Aeróstatos (globos y dirigibles) son aparatos que flotan en el aire. Densidad y peso específico son conceptos que relacionan la masa o el peso de un cuerpo con su volumen.
Todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta la acción de una fuerza dirigida hacia
arriba (empuje) que numéricamente es igual al peso del fluido desalojado por el cuerpo;
esta fuerza esta aplicada en el centro de gravedad del volumen de la parte sumergida
del cuerpo (centro de empuje o de presión)
Empuje ejercido por el fluido, Punto de Aplicación en el cuerpo y sentido contrario a la
gravedad
Pc - E = Pa (2)
Donde Pa es el peso aparente y Pc , el peso del cuerpo.
D = m/v
Donde D es la densidad, m la masa y V el volumen.
Remplazando la masa del líquido y del cuerpo mc= DcV , m l= DlV y de (2)
( ) pe = gVc( Dc - D)
PRESENTE SUS RESULTADOS
Cada sustancia pura tiene una densidad r que es característica de la misma. Por ejemplo, todos los objetos de oro puro tienen la misma densidad (rAu=19.3 g/cm3), lo mismo ocurre con el aluminio (rAl=2.7 g/cm3 ), el hierro (rFe=7.8 g/cm3 ), el agua a una dada temperatura (rH2O=1.0 g/cm3, a 20º C). Esto significa que la densidad es una propiedad muy útil para saber en forma fácil y rápida de que está hecho un objeto.
Aunque toda la materia posee masa y volumen, la misma masa de sustancias diferentes tienen ocupan distintos volúmenes, así notamos que el hierro o el hormigón son pesados, mientras que la misma cantidad de goma de borrar o plástico son ligeras. La propiedad que nos permite medir la ligereza o pesadez de una sustancia recibe el nombre de densidad. Cuanto mayor sea la densidad de un cuerpo, más pesado nos parecerá.
La densidad se define como el cociente entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa. Así, como en el S.I. la masa se mide en kilogramos (kg) y el volumen en metros cúbicos (m3) la densidad se medirá en kilogramos por metro cúbico (kg/m3). Esta unidad de medida, sin embargo, es muy poco usada, ya que es demasiado pequeña. Para el agua, por ejemplo, como un kilogramo ocupa un volumen de un litro, es decir, de 0,001 m3 , la densidad será de:
La mayoría de las sustancias tienen densidades similares a las del agua por lo que, de usar esta unidad, se estarían usando siempre números muy grandes. Para evitarlo, se suele emplear otra unidad de medida el gramo por centímetro cúbico (gr./c.c.), de esta forma la densidad del agua será:
Las medidas de la densidad quedan, en su mayor parte, ahora mucho más pequeñas y fáciles de usar. Además, para pasar de una unidad a otra basta con multiplicar o dividir por mil.
Sustancia
|
Densidad en kg/m3
|
Densidad en g/c.c.
|
Agua
|
1000
|
1
|
Aceite
|
920
|
0,92
|
Gasolina
|
680
|
0,68
|
Plomo
|
11300
|
11,3
|
Acero
|
7800
|
7,8
|
Mercurio
|
13600
|
13,6
|
Madera
|
900
|
0,9
|
Aire
|
1,3
|
0,0013
|
Butano
|
2,6
|
0,026
|
Dióxido de carbono
|
1,8
|
0,018
|
La densidad de un cuerpo está relacionada con su flotabilidad, una sustancia flotará sobre otra si su densidad es menor. Por eso la madera flota sobre el agua y el plomo se hunde en ella, porque el plomo posee mayor densidad que el agua mientras que la densidad de la madera es menor, pero ambas sustancias se hundirán en la gasolina, de densidad más baja.
Densidad: La densidad es una característica de cada sustancia. Nos vamos a referir a líquidos y sólidos homogéneos. Su densidad, prácticamente, no cambia con la presión y la temperatura; mientras que los gases son muy sensibles a las variaciones de estas magnitudes.
El peso específico de una sustancia se define como su peso por unidad de volumen.
Se calcula dividiendo el peso de la sustancia entre el volumen que ésta ocupa. En el Sistema Técnico, se mide en kilopondios por metro cúbico (kp/m³). En el Sistema Internacional de Unidades, en newton por metro cúbico (N/m³).
Como vemos, está íntimamente ligado a la densidad de cualquier material
Densidad y peso específico
La densidad está relacionada con el grado de acumulación de materia (un cuerpo
compacto es, por lo general, más denso que otro más disperso), pero también lo está con
el peso. Así, un cuerpo pequeño que es mucho más pesado que otro más grande es
también mucho más denso. Esto es debido a la relación P = m · g existente entre masa y
peso. No obstante, para referirse al peso por unidad de volumen la física ha introducido
el concepto de peso específico que se define como el cociente entre el peso P de un
cuerpo y su volumen
El peso específico representa la fuerza con que la Tierra atrae a un volumen unidad de la
misma sustancia considerada.
La relación entre peso específico y densidad es la misma que la existente entre peso y
masa. En efecto, siendo g la aceleración de la gravedad. La unidad del peso específico
en el SI es el N/m3.
D = m/ v (1)
PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES:
Todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta la acción de una fuerza dirigida hacia
arriba (empuje) que numéricamente es igual al peso del fluido desalojado por el cuerpo;
esta fuerza esta aplicada en el centro de gravedad del volumen de la parte sumergida
del cuerpo (centro de empuje o de presión)
Empuje ejercido por el fluido, Punto de Aplicación en el cuerpo y sentido contrario a la
gravedad
Pc - E = Pa (2)
Donde Pa es el peso aparente y Pc , el peso del cuerpo.
D = m/v (3)
Donde D es la densidad, m la masa y V el volumen.
Remplazando la masa del líquido y del cuerpo mc= DcV , m l= DlV y de (2)
pa = gVc( Dc - D1) (4)
a) Pesamos la probeta vacía en la balanza electrónica, y anotamos el valor indicado.
b) Llenamos la probeta con un volumen de agua igual al del mineral, la pesamos y le
restamos el peso de la probeta. Obtenemos así la masa del volumen de agua (ma).
c) Dividiendo la masa del mineral por la masa del volumen de agua, obtenemos el peso específico (m/ma).
Cuestiones
1. Realiza los procedimientos necesarios para completar los datos de la tabla siguiente:
Especie
|
Masa del
mineral m
(g)
|
Volumen del
mineral Vm
(cm3)
|
Densidad del
mineral m/Vm
(g/cm3)
|
Masa de un
volumen Vm de
agua ma
|
Peso
específico
m/ma
|
2. ¿Existe alguna relación entre el peso específico de un mineral y su densidad? ¿En qué se
diferencian ambos valores?
3. ¿Cuál es el valor medio del peso específico de los minerales metálicos?
4. ¿Cuál es el valor medio del peso específico de los minerales no metálicos?
5. ¿Podrías dar una explicación científica que justifique esta observación?
6. El grafito tiene un peso específico de 2,23 mientras que el del diamante es de 3,53. Sin embargo, ambos están formados exclusivamente por carbono. ¿Podrías explicar a qué se debe esta diferencia?
BIBLIOGRAFÍA
· Física, Serway, Raymond A, edit. Interamericana, México (1985).
· Física, Resnick, Robert; Halliday, David; Krane, Kenneth S, edit. CECSA
(1993)
· Física, Tipler, Paul A., edit. Reverté, Barcelona
· Physics, McCliment, Edward R., edit: Harcourt Brace Jovanovich,
Publishers, San Diego
· Physics, Wolfson, Richard; Pasachoff, Jay M. . edit: Little, Brown and
Company, Boston (1987).
· Hidráulica, Facorro L. A, edit. Alsina, Buenos Aires (1960).
gracias
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