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DENSIDAD

La densidad es una magnitud escalar  referida a la cantidad de masa en

un determinado volumen de una sustancia.   Usualmente se simbolizamediante la letra rho ρ del alfabeto griego. La densidad media es la

razón entre la masa de un cuerpo y el volumen ue ocupa.

TIPOS DE DENSIDAD

1. Densidad absoluta

La densidad o densidad absoluta es la magnitud ue e!presa la relación entre

la masa y el volumen de una sustancia. Su unidad en el Sistema Internacional

es kilogramo por metro cúbico "#g$m%&' aunue frecuentemente tambi(n es

e!presada en g$cm%. La densidad es una magnitud intensiva.

siendo )

' la densidad*

 m' la masa* y

V ' el volumen de la sustancia

2. Densidad relativa

La densidad del aire frente a la temperatura.

La densidad relativa de una sustancia es la relación e!istente entre su

densidad y la de otra sustancia de referencia* en consecuencia' es

una magnitud adimensional "sin unidades&

Donde es la densidad relativa'

  es la densidad de la sustancia' y

es la densidad de referencia o absoluta.

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+ara los l,uidos y los sólidos' la densidad de referencia -abitual es la del agua

l,uida a la presión de atm y la temperatura de / 01. En esas condiciones' la

densidad absoluta del agua destilada es de 222 #g$m%' es decir' #g$dm%.

+ara los gases' la densidad de referencia -abitual es la del aire a la presión de atm y la temperatura de 2 01.

Densidad aparente

La densidad aparente es una magnitud aplicada en materiales de

constitución -eterog(nea' y entre ellos' los porosos como el suelo' los cuales

forman cuerpos -eterog(neos con intersticios de aire u otra sustancia' de forma

ue la densidad total de un volumen del material es menor ue la densidad del

material poroso si se compactase. En el caso de un material mezclado con aire

se tiene)

La densidad aparente de un material no es una propiedad intr,nseca del

material y depende de su compactación. La densidad aparente del suelo " &

se obtiene secando una muestra de suelo de un volumen conocido a 23 01

-asta peso constante.

Donde)

W SS' +eso de suelo secado a 23 01 -asta peso constante.

V S' 4olumen original de la muestra de suelo.

Se debe considerar ue para muestras de suelo ue var,en su volumen al

momento del secado' como suelos con alta concentración de arcillas 5)' se

debe e!presar el contenido de agua ue pose,a la muestra al momento de

tomar el volumen.

En construcción se considera la densidad aparente de elementos de obra'

como por e6emplo de un muro de ladrillo' ue contiene ladrillos' mortero de

cemento o de yeso y -uecos con aire "cuando el ladrillo es -ueco o perforado&.

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DENSIDAD MEDIA Y DENSIDAD PNTA!

+ara un sistema -omog(neo' la e!presión masa$volumen puede aplicarse en

cualuier región del sistema obteniendo siempre el mismo resultado.

Sin embargo' un sistema -eterog(neo no presenta la misma densidad en partes

diferentes. En este caso' -ay ue medir la 7densidad media7' dividiendo la masa

del ob6eto por su volumen o la 7densidad puntual7 ue ser8 distinta en cada

punto' posición o porción 7infinitesimal7 del sistema' y ue vendr8 definida por)

Sin embargo' debe tenerse ue las -ipótesis de la mec8nica de medios

continuos solo son v8lidas -asta escalas de ' ya ue a escalas atómicas

la densidad no est8 bien definida. +or e6emplo' el tama9o del n:cleo atómico es

cerca de y en (l se concentra la inmensa mayor parte de la masa

atómica' por lo ue su densidad "5';<2= #g$m;& es muy superior a la de la

materia ordinaria. Es decir' a escala atómica la densidad dista muc-o de ser

uniforme' ya ue los 8tomos est8n esencialmente vac,os' con pr8cticamente

toda la masa concentrada en el n:cleo atómico.

 INST"MENTOS DE MEDI#I$N

. Pi%n&metro de vidrio.5. Pi%n&metro met'li%o.

;. (idr&metro

E! PI#NOMET"OEl picnómetro consta de un envase generalmente en forma de -uso ac-atado en

su base o cil,ndrico de volumen calibrado construido por lo general con vidrio o

acero ino!idable y ue dispone de un tapón provisto de un fin,simo capilar ' de

tal manera ue puede obtenerse un volumen con gran precisión. Esto permite

medir la densidad de un fluido' en referencia a la de un fluido de densidad

conocida como el agua "usualmente& o el mercurio "poco usado por ser tó!ico&.

>I+?SPi%n&metro de a)ua

El picnómetro de agua es un recipiente de vidrio "@igura & provisto de un tapón

con un tubo capilar marcado con un enrase en su parte superior ue permite

determinar la densidad de un material desconocido' en referencia a un fluido de

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densidad conocida como el agua o el mercurio' usando el principio de

 Aru,medes' seg:n las indicaciones de la norma UNE 2;;25)BB/

CDeterminación de la densidad relativa de las part,culas de un suelo

El m(todo de la determinación de la densidad relativa de las part,culas' y por lo

tanto su peso espec,fico' mediante el picnómetro de agua consiste de forma

resumida en la siguiente secuencia de pasos "UNE 2;;25)B/&)

. Se pesa el picnómetro lleno de un fluido de densidad conocida' donde la

muestra' pulverizada' sea insoluble "&. Feneralmente se usa agua destilada.5. Se pesa el picnómetro tras e!traer apro!imadamente la mitad del fluido "5;. Se introduce la muestra en polvo y se pesa el con6unto ";&.

/. +or :ltimo' el picnómetro es terminado de llenar con agua destilada y pesadode nuevo "/&

Es posible determinar el peso del l,uido desplazado y posteriormente calcular 

la densidad relativa o el peso espec,fico relativo del polvo' mediante la

siguiente ecuación)

) asa del picnómetro lleno de agua destilada' en g5) asa del picnómetro parcialmente lleno de agua' en g;) asa del picnómetro parcialmente lleno de agua G masa suelo' en g/) asa del picnómetro lleno de agua destilada G masa suelo' en g

E6emplo)El pi%n&metro de (elio A##PY# 1**+ TMEl euipo cuenta con una c8mara porta muestras de 22 cm;

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Los ensayos ue se realicen en este euipo deben presentar una

reproducibilidad dentro de 2'2H del volumen total de la c8mara o

del 2'25H del volumen total de las muestra introducida' en estado limpio' seco

y en euilibrio t(rmico. La precisión se encuentra dentro del2;;' 2;H de la

lectura G 2'2;H del volumen total dela c8mara porta muestras.Este euipo puede determinar densidades con una resolución de 2'222

g$cm;' gracias a una calibración ultra precisa ue se realiza con un volumen

est8ndar de calibración consistente en una bola de acero ue presenta un

volumen' una esfericidad y un di8metro certificados mediante su

correspondiente certificado de calibración

+icnómetro de de -ielo modelo A11U+1 ;;2 >

Pi%nometro de )as

El primer modelo de picnómetro introduce un volumen conocido de gas en el

interior dela c(lula o celda porta muestras. El incremento de presión es

proporcional al volumen del material ob6eto de estudio.

El segundo tipo de picnómetro de gas mide la ca,da de presión producida

cuando a un gas sometido a una presión conocida en el interior de una c8mara

 6unto con la muestra estudiada "c8mara o c(lula porta muestras & se le permite fluir 

a otra c8mara "c8mara o c(lula de e!pansión &' ambas de volumen conocido

"@igura ;&. Esta ca,da de la presión es proporcional al volumen de la muestra

estudiada. Este modelo de picnómetro ser8 analizado m8s en detalle a

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continuación ya ue a este tipo corresponde picnómetro del Laboratorio de

Feotecnia del 1EDEJ.

DENSIMET"O O (ID"OMET"O.

Historia.- La mayoría de científcos e historiadores acreditan a

Antoine Baumé como el inventor del hidrómetro. Hizo dos: uno para

medir líquidos más pesados que el aua! y otros para líquidos con

menor densidad que el aua.

"n densímetro es un instrumento de medición que es utilizado para

determinar la densidad de al#n liquido $densidad relativa%! este

procedimiento se realiza sin la necesidad de calcular su masa o

volumen. &ste instrumento de medida se compone de un cilindro con

un 'ul'o pesado en uno de sus e(tremos permitiéndole )otar en

posición vertical.

&l Hidrómetro utiliza el principio de )otación de Arquímedes y se 'asa

en que un sólido en suspensión en un líquido será impulsado por una

*uerza iual al peso del )uido desplazado. +or lo tanto! menor es la

densidad de la sustancia! más el hidrómetro se hundirá. ,e lo utiliza

en la medición! es un instrumento utilizado para medir el peso

específco $o densidad relativa% de los líquidos! es decir! la relación

entre la densidad del líquido a la densidad del aua $a veces llamado

aerómetro%."n hidrómetro es eneralmente de vidrio y consta de un

tallo cilíndrico y una 'om'illa ponderada con mercurio o ranalla de

plomo para hacer )otar en posición vertical

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La medición de densidad de los líquidos tiene un ran uso para la

determinar la calidad de un producto! el control de un proceso de

*ermentación! el contenido de alcohol de productos destilados en

porcenta-e de volumen! el contenido de az#car en 'e'idas

car'onatadas! la calidad de los productos y lu'ricantes del petróleo!

la composición de productos *armacéuticos! la preparación de

pinturas! 'arnices y materiales de recu'rimiento. ependiendo de la

escala reci'en los nom'res de Alcolímetros! ,acarímetros!

Bri(ómetros! Lactómetros etc.

Características

Los hidrómetros vienen en di*erentes *ormas y tama/os! pero suelen

ser 'om'illas de cristal con tallos! tam'ién de cristal. La 'om'illa es

la carcasa para un poco de plomo! o una peque/a cantidad de

mercurio! que la hace )otar en el líquido medido. entro del tallo hay

una escala de papel que permite que el usuario tome una medida

directa de la densidad del líquido. &n el hidrómetro! se verá la

temperatura de cali'ración! de modo que sa'rás a qué temperatura

medir la densidad de los líquidos0 por e-emplo! si la cali'ración está

f-ada en 12 rados! el líquido a medir de'ería calentarse o en*riarse a

esa temperatura.

&stos densímetros consistentes en un tu'o sellado de vidrio! plástico

u otro material transparente! con su 'ase en *orma de 'ul'o! que en

su parte interior tiene un material de lastre $masa constante% y el

resto del cuerpo con *orma de espia o vástao con una escala de

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medición raduada. e tal manera! que al introducir el densímetro a

que )ote li'remente de manera vertical en un líquido! so'resala una

parte de la espia del nivel de éste! precisamente la marca de la

espia que se encuentre al nivel del líquido indicará la densidad

determinada en *unción de la altura de la parte inmersa en el líquido!

defnida por el empu-e creado por el líquido! el cual es *unción de su

densidad.

Operación

+ara medir la densidad de un líquido! se rellena un tu'o de ensayo

cilíndrico rande a la mitad con el líquido! y después se coloca el

hidrómetro en el tu'o. &l hidrómetro su'irá y 'a-ará en el aua! hasta

asentarse fnalmente. 3uando lo haa! se puede leer la densidad!

'uscando dónde llea el aua dentro del tallo del hidrómetro. La

medida de'ería leerse en el menisco! o la superfcie del aua! no en

el pico del aua que curva el lado del hidrómetro.