Laboratorio 2 - Densidad de sólidos PDF

Preview

Summary

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMÁCENTRO REGIONAL DE COCLÉFACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIALLICENCIATURA EN INGENIERÍA INDUSTRIALTERMODINÁMICALABORATORIO 2DENSIDAD DE SÓLIDOSESTUDIANTES: González, Richard 2- 748 -  Medina, Max 8- 968 -  Monterrey, Yanis 2- 746 -  Morán, Víctor 2- 747 -  Sucre, Ka...

Description

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMÁ CENTRO REGIONAL DE COCLÉ FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL LICENCIATURA EN INGENIERÍA INDUSTRIAL

TERMODINÁMICA

LABORATORIO 2 DENSIDAD DE SÓLIDOS

ESTUDIANTES:  González, Richard 2-748-636  Medina, Max 8-968-581  Monterrey, Yanis 2-746-343  Morán, Víctor 2-747-1049  Sucre, Karla 2-745-1832  Tuñón, Onel 2-744-1672

PROFESOR: Félix Tejeira

I SEMESTRE

Contenido: Ya nos hemos referido antes al término "Densidad" en clases anteriores; y sabemos que no implica una palabra desconocida, sino que es un concepto muy usado y conocido. Es de gran importancia en cálculos físicos como: determinación de masas, volúmenes, materiales, flotación y todo aquello que implique el uso de algún objeto, sea éste sólido, líquido o gas. La "Densidad" de una sustancia se define como la masa por unidad de volumen, esto es, una sustancia de masa "m" con un volumen "V" tiene una densidad  dada por: 𝜌=

𝑚 𝑉

Las unidades de la densidad en el sistema SI son Kg/m3. Al observar detalladamente la fórmula de densidad: =m/V y haciendo un despeje nos queda: m=  V , podemos ver que es una ecuación de una línea recta, en donde la masa equivale a y , el volumen, a x, y la densidad , sería la pendiente: y= mx m=  V Con esto podemos formular la hipótesis siguiente: si obtenemos mediciones de volumen y masa de varias muestras de un mismo material, y utilizamos estos datos en una regresión lineal, obtendremos que la pendiente de dicha gráfica debe de ser igual a la densidad del objeto. Objetivo General El objetivo de este experimento es el de obtener la densidad de un cuerpo sólido, mediante una gráfica de regresión lineal que se elaborara con los datos de masa y volumen obtenidos. Objetivos Específicos: -

Realizar mediciones de masa y volumen de varias muestras de un material Construir tablas y gráficos para determinar la densidad del material

Metas: -

Graficar datos de masa y volumen de un mismo material y a base de regresión lineal determinar la pendiente que es la densidad del material.

Procedimiento: Laboratorio Virtual: densidad (labovirtual.blogspot.com) 1- Selecciona la opción “todos los cuerpos tienen la misma masa”. 2- Ve modificando la masa de los cilindros y anota el volumen que ocupa cada uno de ellos. 3- Completa la tabla 1: TABLA Nº 1

Sustancia

Madera

Oro

Aluminio

Cobre

Piedra pómez

Granito

P.V.C.

Masa (g)

Volumen (mL)

Densidad (g/mL)

30

42.9

0.70

60

85.7

0.70

90

128.6

0.70

120

171.4

0.70

30

1.6

18.75

60

3.1

19.3

90

4.7

19.1

120

6.2

19.3

30

11.1

2.7

60

22.2

2.7

90

33.3

2.7

120

44.4

2.7

30

3.3

9

60

6.7

9

90

10

9

120

13.4

9

30

37.5

0.8

60

75

0.8

90

112.5

0.8

120

150

0.8

30

11.3

2.65

60

22.6

2.65

90

34

2.65

120

45.3

2.65

30

21.4

1.40

60

42.9

1.40

90

64.3

1.40

120

85.7

1.40

4- Represente los datos en una gráfica masa frente a volumen. (una gráfica para cada sustancia) La X (horizontal) es masa y la Y (vertical) es volumen.

GRÁFICA DE MASA VS VOLUMEN PARA LA MADERA:

GRÁFICA DE MASA VS VOLUMEN PARA EL ORO:

GRÁFICA DE MASA VS VOLUMEN PARA EL ALUMINIO:

GRÁFICA DE MASA VS VOLUMEN PARA EL COBRE:

GRÁFICA DE MASA VS VOLUMEN PARA LA PIEDRA PÓMEZ:

GRÁFICA DE MASA VS VOLUMEN PARA EL GRANITO:

GRÁFICA DE MASA VS VOLUMEN PARA EL P.V.C.:

5- ¿Qué conclusiones obtienes?

Respecto al volumen tras medir los diferentes materiales y hacer las gráficas comparativas de volumen hemos podido saber que entre mayor sea la masa mayor será el volumen. Respecto a la densidad calculada en la tabla 1 lo cual era dividir la masa entre el volumen pudimos concluir que independientemente de la masa y el volumen que corresponda a cada elemento la mayoría de las veces al variar la masa en cada elemento la densidad calculada se mantiene igual, ya que la densidad de un elemento no variará al menos que exista un cambio en la temperatura o la presión, en algunos casos que por decimales no dio igual pero es un aproximado al valor real.

1- Selecciona la opción “Todos los cuerpos tienen el mismo volumen”. 2- Ve modificando el volumen de los cilindros y anota la masa de cada uno de ellos. 3- Completa la siguiente tabla:

TABLA Nº 2 sustancia

volumen (mL)

20

40

60

80

100

120

madera

masa (g)

14

28

42

56

70

84

oro

masa (g)

386

772

1158

1544

1930

2316

aluminio

masa (g)

54

108

162

216

270

324

cobre

masa (g)

179.2

358.4

537.6

716.8

896

1075.2

p. pómez

masa (g)

16

32

48

64

80

96

granito

masa (g)

53

106

159

212

265

318

P.V.C.

masa (g)

28

56

84

112

140

168

4- Representa los datos en una gráfica masa frente a volumen. (una línea por cada sustancia)

Madera 140 120

volumen

100 80 60 40 20 0 0

20

40

60

80

100

masa

5- ¿Qué conclusiones obtienes? Mientras mayor sea el volumen habrá una mayor cantidad de masa.

11.Calcula la pendiente de la recta Pendiente de la madera 𝒎=

𝒚𝟐 − 𝒚𝟏 𝒙𝟐 − 𝒙𝟏

𝟐𝟖𝒈−𝟏𝟒𝒈

= 𝟒𝟎𝒎𝒍−𝟐𝟎𝒎𝒍 =

𝟏𝟒𝒈 𝟐𝟎𝒎𝑳

𝒈 = 0.7 ⁄𝒎𝑳

Pendiente del oro 𝒎=

𝒚𝟐 − 𝒚𝟏 𝒙𝟐 − 𝒙𝟏

𝟕𝟕𝟐 𝒈−𝟑𝟖𝟔𝒈

= 𝟒𝟎𝒎𝒍−𝟐𝟎𝒎𝒍 =

𝟑𝟖𝟔 𝒈 𝟐𝟎𝒎𝑳

𝒈 = 𝟏𝟗. 𝟑 ⁄𝒎𝑳

Pendiente del aluminio 𝒎=

𝒚𝟐 − 𝒚𝟏 𝒙𝟐 − 𝒙𝟏

𝟏𝟎𝟖𝒈−𝟓𝟒𝒈

= 𝟒𝟎𝒎𝒍−𝟐𝟎𝒎𝒍 =

𝟓𝟒 𝒈 𝟐𝟎𝒎𝑳

= 2.7

𝒈 ⁄𝒎𝑳

Pendiente del cobre 𝒎=

𝒚𝟐 − 𝒚𝟏 𝒙𝟐 − 𝒙𝟏

=

𝟑𝟓𝟖.𝟒𝒈− 𝟏𝟕𝟗.𝟐𝒈 𝟒𝟎𝒎𝒍−𝟐𝟎𝒎𝒍

=

𝟏𝟕𝟗.𝟐𝒈 𝟐𝟎𝒎𝑳

= 8.96

𝒈 ⁄𝒎𝑳

Pendiente de p.pómez 𝒎=

𝒚𝟐 − 𝒚𝟏 𝒙𝟐 − 𝒙𝟏

𝟑𝟐𝒈−𝟏𝟔𝒈

= 𝟒𝟎𝒎𝒍−𝟐𝟎𝒎𝒍 =

𝟏𝟔𝒈 𝟐𝟎𝒎𝑳

𝒈 = 0.8 ⁄𝒎𝑳

Pendiente de Granito 𝒎=

𝒚𝟐 − 𝒚𝟏 𝒙𝟐 − 𝒙𝟏

𝟏𝟎𝟔𝒈−𝟓𝟑𝒈

𝟓𝟑𝒈

= 𝟒𝟎𝒎𝒍−𝟐𝟎𝒎𝒍 = 𝟐𝟎𝒎𝑳 = 2.65

𝒈

⁄𝒎𝑳

Pendiente de P.V.C 𝒎=

𝒚𝟐 − 𝒚𝟏 𝒙𝟐 − 𝒙𝟏

𝟓𝟔𝒈−𝟐𝟖𝒈

= 𝟒𝟎𝒎𝒍−𝟐𝟎𝒎𝒍 =

𝟐𝟖 𝒈 𝟐𝟎𝒎𝑳

= 1.4

𝒈 ⁄𝒎𝑳

12. ¿Qué representa la pendiente de la recta? La pendiente de la recta representa la cantidad en que se incrementa.

13.Compara los resultados obtenidos con los de la tabla 1. Los valores experimentales se asemejan a los valores de la tabla 1.

INFOGRAFÍA

LA DENSIDAD DE SÓLIDOS La densidad es la magnitud que expresa la relación existente entre la masa y el volumen de un cuerpo o sustancia.

Los cuerpos sólidos suelen tener mayor densidad que los líquidos y éstos tienen mayor densidad que los gases. Este hecho está dado porque en un gas las partículas que lo componen están menos cohesionadas, esto significa que están más separados. Esta cohesión aumenta en los líquidos y se hace aún mayor en los sólidos.

La masa se mide habitualmente con una balanza, mientras que el volumen puede medirse determinando la forma del objeto y midiendo las dimensiones apropiadas o mediante el desplazamiento de un líquido, entre otros métodos.

Es usada comúnmente como una manera de categorizar e identificar diferentes materiales.

La densidad de un material, sustancia o sistema puede obtenerse de forma indirecta o directa. Para la obtención indirecta o estimación de la densidad, se miden la masa y el volumen por separado y posteriormente se calcula la densidad.

CONCLUSIÓN

Después de realizar esta experiencia de laboratorio hemos llegado a la siguiente conclusión: La densidad se define como el cociente entre la masa y el volumen de un objeto. La densidad aumenta ya sea con el incremento de la masa o con la disminución del volumen. Los objetos con mayor densidad son, invariablemente, más pesados que los objetos de baja densidad de apariencia similar. La densidad es la magnitud escalar referida a la cantidad de masa contenida en un determinado volumen de una sustancia o material específico. La densidad como la hemos trabajado a lo largo del periodo y desde mucho antes nos daba solo un “valor” o era una herramienta para saber algún dato de alguna otra cosa, al adentrarnos un poco más en el tema, la densidad no solo está ahí “porque si” tiene un por qué y sirve para mucho más de lo que solo se cree o se emplea a simple vista. Para la realización de experimentos en laboratorios y demostraciones científicas, para saber el peso y volumen de otras sustancias u objetos, para la elaboración de nuevas materias, materiales y experimentación. Cuando elaboramos problemas y demostramos procesos físicos y diversas teorías, al separar sustancias que han sido mezcladas, para lograr cosas que la densidad y anatomía de nuestros cuerpos no puede permitir, para conocer la capilaridad y la resistencia de los fluidos. Es una importante característica física de la materia. Todos los objetos tienen una densidad que puede aumentar o disminuir como resultado de las acciones que recaen sobre el objeto. Los efectos de la densidad son importantes para el funcionamiento del universo y de nuestra vida cotidiana. Es fácil de encontrar la densidad de un objeto y comprobar su efecto. Como estudiantes de ingeniería industrial podemos decir que la densidad representa un variable de importancia en procesos industriales, ya sea para la realización de compuestos, para la obtención de otras variables a partir de la densidad. La densidad representa una relación entre la masa y el volumen, siendo esto importante para las industrias en el entorno de pruebas técnicas, llenados de tanques de almacenamiento, entre otros....