Determinación de la densidad de un sólido

Determinación de la densidad de un sólido

Si pesamos un cuerpo una vez sumergido en un líquido de densidad , su peso será

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donde pa es le peso del cuerpo en el aire, es decir,

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siendo  la densidad del sólido que queremos determinar. Debe tenerse en cuenta que estamos despreciando el empuje del aire.

Por tanto, si podemos determinar el peso del sólido en el aire, así como el empuje que experimenta en el seno de un líquido de densidad  conocida, de las expresiones anteriores nos queda

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Existen factores que pueden afectar al resultado, pero su toma en consideración depende de la exactitud que le exijamos. Revisemos algunos de ellos.

Temperatura: La variación de la densidad de los sólidos con la temperatura es, en general, muy pequeña, y, por tanto, normalmente despreciable. Por el contrario, para los líquidos, la variación de la densidad con la temperatura es del orden de magnitud de 1 por mil por cada grado centígrado. Puesto que las determinaciones de la densidad de los sólidos se realizan mediante un líquido auxiliar en el que se sumergen, para determinar la densidad con una exactitud superior al 1% debe de tenerse en cuenta el influjo de la temperatura en la densidad del líquido.

Empuje del aire: La densidad del aire es de un orden de magnitud de 10-3 g/cm3. Así pues, cualquier cuerpo sumergido en el aire, experimenta un empuje del orden de 10-3 del que experimenta en el seno del agua. Este fenómeno puede despreciarse en la determinación de la densidad de un sólido, pero, si se requiriera una gran precisión, sería necesario tenerlo en cuenta; siendo entonces la densidad verdadera mayor en 0.001 g/cm3 que la calculada, aproximadamente.

Profundidad de inmersión del cuerpo sumergible: El cuerpo sumergible está suspendido de un alambre de aproximadamente 0.2 mm de diámetro. Por consiguiente, el alambre experimenta un empuje que dependerá de la longitud de alambre sumergida. Para minimizar el error introducido por este motivo, el portaobjetos debe estar suspendido del estribo de igual forma en las dos operaciones de pesada necesarias para la determinación de la densidad de un sólido.

Tensión superficial del líquido: Los fenómenos de tensión superficial también pueden afectar las medidas realizadas durante la práctica. Para minimizar su influencia, se sumergirá el portaobjetos de igual forma en las dos operaciones de pesada.

Burbujas de aire: La adherencia de burbujas de aire al sólido sumergido (al portaobjetos) influye sobre el resultado, produciendo un empuje adicional; por lo que debe evitarse la presencia de las burbujas. Para ello se sacudirá ligeramente el portaobjetos en la primera inmersión en el líquido, antes de suspenderlo del estribo, para desprender las posibles burbujas de aire adheridas.

Método

La Figura 3 muestra un esquema del procedimiento a seguir.

1.-Limpie cuidadosamente el material y séquelo.

2.- Llene con agua destilada el vaso hasta que el sólido, una vez colocado en la cestita del portaobjetos, esté cubierto, como mínimo, con 1 cm de agua. Introduzca el termómetro. Coloque el colgante en el centro del vaso, aproximadamente

3.-Suspenda el portaobjetos. Sacúdalo ligeramente en la primera inmersión, antes de suspenderlo del estribo, para desprender las posibles burbujas.

4.- Tare la balanza. Debe indicar exactamente cero.

5.- Ponga el sólido seco sobre la capsulita superior del portaobjetos, y anote su peso, pa.

6.-Tare de nuevo la balanza (con el sólido en la capsulita). De nuevo debe dar una lectura de cero.

7.- Saque el sólido de la capsulita y póngalo en la cestita inferior dentro del agua. En la balanza aparecerá el empuje E, con signo negativo.

8.-Lea la densidad del agua destilada, a la temperatura t medida con el

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