DENSIDAD DE SOLIDOS Y LIQUIDOS ¿Cómo influye la temperatura en la densidad de los cuerpos?

Universidad Militar Nueva Granada, Laboratorio No.4 Densidad de sólidos y líquidos

DENSIDAD DE SOLIDOS Y LIQUIDOS

Juanita Bohórquez, Carlos Zarate

Facultad Ciencias Básicas, Departamento de Física UMNG

u5800381@unimilitar.edu.co,   u5500482@unimilitar.edu.co

1. OBJETIVOS

Objetivo general

Caracterizar diferentes sustancias sólidas y líquidas mediante la medición de su densidad, utilizando métodos convencionales.

II. MARCO TEÓRICO

La densidad de un cuerpo:[pic 1]

Una propiedad importante de cualquier material es su densidad, que se define como su masa por unidad de volumen. Un material homogéneo, como el Imagen1                     hielo o el hierro, tiene la misma densidad en todas sus partes. Usamos la letra griega  (rho) para denotar la densidad. Si una masa m de material homogéneo tiene un volumen V, la densidad  es[pic 2][pic 3]

 =   (definición de densidad)[pic 4][pic 5]

Dos objetos hechos del mismo material tienen igual densidad, aunque tengan masas y volúmenes diferentes. Eso se debe

a que la razón entre masa y volumen es la misma para ambos objetos

La densidad de algunos materiales varía de un punto a otro dentro del material. Un ejemplo es el material del cuerpo humano, que incluye grasa de baja densidad (940 Imagen 2[pic 6]

kg/ aproximadamente) y huesos de elevada densidad (de 1700 a 2500 kg/ ). Otros dos ejemplos son la atmósfera terrestre (que es [pic 7][pic 8]

menos densa a mayores altitudes) y los océanos (que son más densos a mayores profundidades). Para estos materiales, la ecuación describe la densidad media. En general, la densidad de un material depende de factores ambientales, como la temperatura y la presión

Diferencia entre densidad absoluta y densidad relativa: La densidad absoluta es la relación (cociente) entre la masa de un cuerpo y su volumen.  La relativa es la comparación de dos densidades.

medir la densidad de un cuerpo sólido: Si es regular se toman las medidas correspondientes y aplicas la fórmula de volumen para esa figura. Si es irregular se toma la medida conocida de agua (o de un solvente que NO reaccione de ninguna manera con el sólido, ni siquiera solubilizándolo) y se pone en un recipiente graduado (una probeta, por ejemplo).

[pic 9]

Imagen 3

¿Cómo se puede medir la densidad de un líquido?

Picnómetro: Es un frasco con un cierre sellado de vidrio que dispone de un tapón provisto de un finísimo capilar, de tal manera que puede obtenerse un volumen con gran precisión. Esto Imagen 4  permite medir la densidad de un fluido, en referencia a la de un fluido de densidad conocida como el agua.[pic 10]

¿Cómo influye la temperatura en la densidad de los cuerpos?

Densidad= 
Como masa es constante y el volumen aumenta con la temperatura, la densidad se va a hacer más chica porque el divisor es más grande.  Sin embargo, hay casos como el agua que puede tener menos densidad a bajas temperaturas (por ejemplo, el hielo flota y no se hunde). eso pasa porque esas sustancias tienen uniones especiales llamadas de "puente de hidrogeno", las cuales motivan que este comportamiento inverso suceda... de hecho, esto es fundamental para muchos ecosistemas y la vida en el agua. [pic 11]

¿Sólo midiendo la densidad de un cuerpo es posible distinguir de qué está hecho?

Solo con la densidad no podrías saber de qué está hecho ya que Densidad= pero por ejemplo si te dijeran que te dan oro podrías saber si es realmente oro a través de su densidad llenando una probeta de agua introduciéndolo para saber cuánto volumen es agua+ese metal y pesándolo así sacarías la densidad de ese objeto y la compararías con la del oro que viene en una tabla periódica[pic 12]

la densidad es una propiedad general de la materia, muchos cuerpos y/o sustancias pueden tener la misma densidad y estar constituidos de diferentes elementos, además la densidad es afectada por la temperatura, lo que implica que un mismo compuesto puede tener diferente densidad y conservar su composición química

¿Qué es un densímetro?

Es un instrumento que sirve para determinar la densidad relativa de los líquidos sin necesidad de calcula antes su masa y volumen, normalmente esta Imagen 5                       echo de vidrio y consiste en un cilindro hueco con un bulbo pesado en su extremo para que pueda flotar en posición vertical [pic 13]

III. MATERIALES

• Balanza
• Calibrador
• Objetos de geometría regular e irregular
• Diferentes líquidos
• Picnómetro
• Densímetros
• Soportes

IV. DESCIPCION GENERAL DE LA PRACTICA

Para sólidos:

- Proceda al alistamiento y montaje adecuado del equipo

- Mida la masa de cada objeto y su correspondiente volumen si se trata de figuras de geometría regular. Exprese la incertidumbre de cada medición

- Calcule la densidad de cada objeto y su incertidumbre

- Utilice el principio de Arquímedes, para calcular el volumen del solido por volumen desplazado de fluido y calcule la densidad para solidos regulares y sólidos irregulares. Exprese su incertidumbre y compare sus resultados

- Plantee los análisis correspondientes

En el caso de líquidos:

Nota. Por la dificultad de manipular la glicerina, se colocará una sola probeta con glicerina para medir la densidad con el densímetro y para medir la densidad de la glicerina con el picnómetro se colocará igualmente uno de estos lleno de glicerina para que todos los grupos realicen los pasos necesarios para medir su densidad Se recomienda no hacer mezclas de alcohol y agua cuando estén manipulando estas sustancias.

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