Laboratorio Densidad DE Solidos Y Liquidos PDF

Preview

Summary

DENSIDAD DE Y 1 UNIVERSIDAD DE LA SALLE Fecha Fecha entrega de informe Resumen En este laboratorio titulado densidad de y se tuvo como objetivo principal hallar las densidades de distintos hierro, bronce y y de distintos y mediante tales como el el de y Uno de los fines era comparar los datos hallad...

Description

DENSIDAD DE SÓLIDOS Y LÍQUIDOS 1 UNIVERSIDAD DE LA SALLE Fecha práctica 03/10/16; Fecha entrega de informe 10/10/16 Resumen En este laboratorio titulado densidad de sólidos y líquidos se tuvo como objetivo principal hallar las densidades de distintos sólidos –Aluminio, hierro, bronce y cobre- y de distintos líquidos –Agua, fluoresceína y alcohol- mediante métodos tales como el geométrico, el de Arquímedes, picnómetro y areómetro. Uno de los fines era comparar los datos hallados experimentalmente de las densidades de los sólidos con los de la tabla dada en clase y de ésta forma hallar los errores absolutos y experimentales de la práctica. Se pudo ver en los resultados del laboratorio que los dos métodos, para hallar las densidades de los sólidos –geométrico y Arquímedes- son eficientes ya que se obtuvieron errores porcentuales menores al 10%, el mayor fue de 8.43% y el menor de 0.34%, evidenciándose un buena manejo de los instrumentos y una buena toma de datos. Por otro lado se pudo calcular la densidad de diferentes líquidos tales como el agua, la fluoresceína y el alcohol por dos métodos, el del picnómetro y el del areómetro, obteniendo datos de 1 g/ml, 0.995 g/ml y 0.81 g/ml respectivamente. Palabras claves: Densidad, masa, volumen, geométrico, picnómetro, areómetro, Arquímedes. Abstract In this laboratory entitled density solids and liquids main objective was to find different solid densities -Aluminum, iron, bronze and copper and various liquids Water, fluorescein and alcohol by methods such as geometric, Archimedes , pycnometer and hydrometer. One purpose was to compare the data experimentally found densities of solids with the table given in class and thus find the absolute errors and experimental practice. It could be seen in the laboratory results that the two methods, to find the densities of solids and Archimedes -ge ométrico are efficient as percentage errors less than 10% were obtained, the highest was 8.43% and 0.34% lower , showing one good management tools and good data collection. On the other hand could calculate the density of different liquids such as water, fluorescein and alcohol by two methods, the pycnometer and the hydrometer, obtaining data of 1 g / ml, 0995 g / ml and 0.81 g / ml respectively. Keywords: Density, mass, volume, geometric, pycnometer, hydrometer, Archimedes.

en la parte inferior. El densímetro flotará en el líquido, y mientras menos denso sea el líquido, más se hundirá. [ 2 ]

1. Introducción La importancia de la práctica radica en que la densidad es una 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.

Densidad: La densidad es una medida de cuánto material se encuentra comprimido en un espacio determinado; es la cantidad de masa por unidad de volumen. En física y química, la densidad (símbolo ρ) es una magnitud escalar referida a la cantidad de masa contenida en un determinado volumen de una sustancia. La densidad media es la razón entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa.

[ 1]

Convino formular preguntas como: ¿Cómo se construye un densímetro? Densímetro: Los densímetros miden la gravedad específica de los líquidos, lo que significa esencialmente la relación de la densidad de un líquido en comparación con la del agua. Normalmente los densímetros se componen de un tubo hueco o uno con un pequeño peso, generalmente un plomo,

ρ=

m (1) V

Cuando un cuerpo de forma arbitraria de masa m, y volumen Vc se sumerge totalmente en un líquido de densidad 1

ρL contenido en un recipiente, desplazará un volumen V L, este volumen desplazado será igual al volumen del cuerpo sumergido-

V L =V C (2) Densidades de algunos sólidos usados en la práctica: SÓLIDO

DENSIDAD

(

g ) cm3

Hierro 7.9 Bronce 8 Cobre 8.9 Aluminio 2.7 Tabla 1 Densidades de sólidos. [ 3 ]

LÍQUIDOS Para calcular la densidad de los líquidos se utilizaron dos métodos: - Areómetro: Se calculó la densidad del agua, alcohol y fluoresceína con el densímetro o areómetro, el cual es un método que utiliza la densidad del agua para hacer la debida comparación. - Picnómetro: Se empezó por pesar el picnómetro vacío y luego en conjunto con cada líquido –agua, alcohol y fluoresceína- de tal forma se obtendría la más y el volumen era el que indicaba la capacidad del picnómetro -100mL- y finalmente con estos datos calcular la densidad de cada líquido.

Formulación: -

Volumen de un polígono regular:

V =a∗l∗h(3) -

3

Volumen de un cilindro:

Datos de masas y volúmenes obtenidos en la práctica

V =h∗4 π r 2(4) -

Datos y resultados:

3.1 Sólidos

Error absoluto:

3.1.1 Método geométrico MASA: Se halló por medio de la balanza. VOLUMEN: Tomando las dimensiones de cada sólido; el - Error relativo: volumen del aluminio, hierro y bronce se calculó con la V .Teórico−V . Experimental E R= ∗100 % (6) fórmula 3 y el del cobre con la fórmula 4.

E A =V . Experimental−V .Teórico (5)

|

2.

V .Teórico

|

Materiales y métodos:

Para el desarrollo de la práctica se necesitó una probeta aforada, un pie de rey, un densímetro, un picnómetro y una balanza. SOLIDOS Para calcular la densidad de los sólidos se utilizaron dos métodos: - Geométrico: Se empezó por tomar las medidas de cada sólido con ayuda del pie de rey y luego se pesó cada objeto en la balanza, para de tal forma calcular la densidad con la fórmula 1. - Arquímedes: Se empezó por sumergir cada objeto en una probeta, obteniéndose el volumen con el valor del líquido desplazado; se pesaron los objetos y con la fórmula 1 se calculó la densidad para cada uno.

Ilustración 1 Dimensiones del sólido (Cobre).

Autor principal et al.: Titulo

E R=4.55 % -

Bronce:

g ml E R=4.62% E A =0.37

-

Cobre:

g ml E R=0.34 % E A =0.03

Ilustración 2 Dimensiones del sólido (Aluminio, Hierro y Bronce) Material Aluminio Hierro Bronce Cobre

3.1.2 Método Arquímedes: MASA: Se hallaron las masas por medio de la balanza. VOLUMEN: Se halló restando al volumen final –sólido sumergido en la probeta- al volumen inicial -50 ml de aguaobteniendo:

Volumen (cm3 Dimensiones o mL) (cm) l a h 21.42 1.2 1.2 5 8.192 8 8 61.76 1.2 1.2 5 8.192 8 8 68.58 1.2 1.2 5 8.192 8 8 57.03 1.28 5 6.43 (diámetro) Tabla 2 Masa y volumen de sólidos Masa (g)

MATERIAL

VOLUMEN (ml) Aluminio 21.42 8 Hierro 61.76 8 Bronce 68.58 8 Cobre 57.03 7 Tabla 4 Masa y volumen de sólidos.

Con la fórmula 1 se obtuvieron las densidades de cada sólido:

Se calcularon las densidades con la fórmula 1 obteniendo: MATERIAL

DENSIDAD (g/ml) Aluminio 2.61 Hiero 7.54 Bronce 8.37 Cobre 8.87 Tabla 3 Densidades de sólidos método geométrico.

MATERIAL

DENSIDAD (g/ml) Aluminio 2.68 Hiero 7.72 Bronce 8.57 Cobre 8.15 Tabla 5 Densidades sólidos método Arquímedes.

ERRORES: Se calcularon los errores absolutos y relativos con las fórmulas 5 y 6 respectivamente, comparándolos con los datos teóricos indicados en la tabla 1, obteniendo: -

ERRORES: Se calcularon los errores absolutos y relativos con las fórmulas 5 y 6 respectivamente, comparándolos con los datos teóricos indicados en la tabla 1, obteniendo:

Aluminio:

-

g E A =0.09 ml E R=3.33 % -

MASA (g)

Aluminio:

g ml E R=0.74 % E A =0.02

Hierro:

-

g E A =0.36 ml

Hierro:

E A =0.18 3

g ml

E R=1.52 % -

(g/ml) Agua 1.005 Fluoresceína 1.0005 Alcohol 0.81 Tabla 8 Densidades de líquidos método picnómetro.

Bronce:

g ml E R=7.12 % E A =0.57

-

3.2.2 Método areómetro: Se obtuvieron las densidades de cada líquido por medio del areómetro o densímetro:

Cobre:

g ml E R=8.43 % E A =0.75

LÍQUIDO

3.2 Arena: MASA: Se calculó la masa de la arena en la balanza, pesando primero el beaker más la arena en conjunto y restándole a éste el peso del beaker vacío. VOLUMEN: El volumen fue el que nos indicó el beaker.

DENSIDAD (g/ml) Agua 1 Fluoresceína 0.995 Alcohol 0.81 Tabla 9 Densidades de líquidos método areómetro. 4

Discusión y análisis de resultados: -

Sólidos, método geométrico: Se halló la densidad de cada sólido por medio de la fórmula 1, calculando el volumen por medio de las dimensiones de los sólidos y la masa, pesando cada uno en la balanza. Se halló los errores comparando los datos experimentales con los teóricos indicados en la tabla 1, obteniendo valores menores al 5% lo que indicó un manejo óptimo de los materiales y una buena toma de datos.

-

Sólidos método Arquímedes: Se halló la densidad de cada sólido con la fórmula 1; calculando la masa al pesar cada sólido en la balanza y el volumen por medio del experimento de Arquímedes, el cual es la cantidad desplazada de agua al sumergir el sólido en la probeta con un volumen inicial conocido -50ml-.

-

Arena: Se halló la densidad de la arena por medio de la fórmula 1, se calculó la masa restándole a la masa del beaker en conjunto con la arena, el del beaker sólo; y el volumen era el que nos indicaba el beaker.

-

Líquidos método picnómetro: Se halló la densidad del agua, fluoresceína y alcohol con la fórmula 1; obteniendo la masa al restarle la masa del picnómetro vacío a la del picnómetro en conjunto con el beaker y el volumen era la capacidad del picnómetro -100 ml-. Se obtuvo un experimento óptimo ya que los errores porcentuales hallados al comparar los experimentales con la tabla 1 nos dieron valores menores al 10%.

-

Líquidos método areómetro: Se halló la densidad del agua, fluoresceína y alcohol por medio de la fórmula 1 obteniendo errores porcentuales menores al 10% lo que nos indica eficacia en la práctica.

Masa del beaker: 15.66 g Masa en conjunto: 97.18 g MASA (g) VOLUMEN (ml) 81.52 42 Tabla 6 Masa y volumen de la arena. Se obtuvo la densidad de la arena con la fórmula 1:

ρ=1.94

g ml

3.2 Líquidos 3.2.1 Método Picnómetro MASA: Se obtuvo la masa pesando en la balanza el picnómetro lleno de cada líquido y restándole el peso del picnómetro vacío. VOLUMEN: El volumen era la capacidad del picnómetro. Masa del picnómetro vacío: 39.51 g. Volumen del picnómetro: 100 ml. LÍQUIDO MASA (g) VOLUMEN (ml) Agua 100.55 100 Fluoresceína 100.05 100 Alcohol 81.39 100 Tabla 7 Masa y volumen de líquidos. Se calculó la densidad de cada líquido por medio de la fórmula 1 obteniendo: LÍQUIDO

DENSIDAD

Autor principal et al.: Titulo

PREGUNTAS:

-

¿Cómo se podría hallar la densidad de un sólido que no se hunde en el agua?

Se obtuvo la densidad de la arena con un valor de 1.94 g/ml.

-

Se halló la densidad del agua, la fluoresceína y el alcohol por medio del método picnómetro obteniendo 1.005 g/ml, 1.0005 g/ml y 0.81 g/ml respectivamente.

-

Se halló la densidad del agua, la fluoresceína y el alcohol usando el areómetro obteniendo 1 g/ml, 0.995 g/ml y 0.81 g/ml respectivamente

Para hallar la densidad de un sólido que flota en el agua, como por ejemplo un corcho, se podría atar a un sólido conocido el cual arrastre al fondo el corcho, y de esa forma obtener el volumen, restándole al volumen final el volumen del objeto y del volumen inicial; luego se procedería a hallar la masa del corcho por medio de la balanza y finalmente mediante la fórmula 1, calcular la densidad del corcho. 5

Conclusiones: -

-

6

Se halló la densidad del aluminio, hierro, bronce y cobre por medio del método geométrico obteniendo 2.61 g/ml, 7.54 g/ml, 8.37 g/ml y 8.87 g/ml respectivamente.

[1]. Densidad Fromm, http://www.ehowenespanol.com/importancia-densidadsobre_10708/ [2]. Varela, D., Bustamante, Á., Dueñas, J., Vinasco, M (2016).Guías Para Practicas Experimentales De Física: Ondas y termodinámica básica. Bogotá: Universidad de La Salle.

Sabiendo la densidad teórica del aluminio, hierro, bronce y cobre, y con la densidad experimental hallada por el método geométrico se calcularon los errores porcentuales, obteniendo datos menores al 5% lo que indica un uso óptimo de los materiales y una buena toma de datos : MATERIAL

EA (g/ml)

ER (%)

Aluminio

0.09

3.33

Hierro

0.36

4.55

Bronce

0.37

4.62

Cobre

0.03

0.34

-

Se halló la densidad del aluminio, hierro, bronce y cobre por medio del método de Arquímedes obteniendo 2.68 g/ml, 7.72 g/ml, 8.57 g/ml y 8.15 g/ml respectivamente.

-

Sabiendo la densidad teórica del aluminio, hierro, bronce y cobre, y con la densidad experimental hallada por el método de Arquímedes se calcularon los errores porcentuales, obteniendo datos menores al 10% lo que posiblemente se deba a la no muy buena precisión de la medida en la probeta. MATERIAL

EA (g/ml)

ER (%)

Aluminio

0.02

0.74

Hierro

0.18

1.52

Bronce

0.57

7.12

Cobre

0.75

8.43

Bibliografía

[3]. Young, Hugh D. y Roger A. Freedman. Física Universitaria, con Física Moderna, Vol. 2, Decimosegunda Edición, Pearson Editores, México, 2009.

5...