Tra Fisica 56

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Escuela de Ciencias Básicas, Tecnologías e IngenieríasIngeniería Industrial – Física GeneralInforme de Laboratorio Tercera Sección

PRACTICA NO. 5 – DENSIDADES

PRESENTADO POR:

ANDERSON MONTOYA CAMPOS CC: 1.056.778.839JESSICA PAOLA DURANGO RIOS CC: 1.056.776.402JESUS ANTONIO VEGA ACUÑA CC: 1.056.772.578

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIAS E INGENIERIAS

INGENIERIA INDUSTRIAL

CEAD LA DORADA

2013

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PRACTICA NO. 5 – DENSIDADES

PRESENTADO POR:

ANDERSON MONTOYA CAMPOS CC: 1.056.778.839JESSICA PAOLA DURANGO RIOS CC: 1.056.776.402JESUS ANTONIO VEGA ACUÑA CC: 1.056.772.578

INFORME DE LABORATORIO

PRESENTADO A TUTOR:

MSc. ALCY BLANCO GARCIA

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIAS E INGENIERIAS

INGENIERIA INDUSTRIAL

CEAD LA DORADA

2013

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CONTENIDO

pág.

INTRODUCCION 4

OBJETIVOS 5

1. FUNDAMENTOS TEÓRICOS 6

2 PARTE EXPERIMENTAL 8

2.1 Primera Parte 8

2.2 Segunda Parte

3. ANALISIS DE RESULTADOS 11

4. CONCLUSIONES 12

5. GLOSARIO 13

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 14

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INTRODUCCION

Esta practica esta compuesta de dos partes, en la primera: Densidades de líquidos, se utilizaran varios elementos los cuales hacen parte del desarrollo de la misma; una balanza, picnómetro, agua, leche y alcohol. Con los instrumentos o materiales nombrados anteriormente, se parte a agregar agua al picnómetro hasta que este se encuentre lleno 50ml, los datos arrojados se registrara la masa del agua, este mismo procedimiento se realiza con tres tipos mas de líquidos, que este caso serán; la leche y el alcohol, manteniendo siempre las mismas condiciones experimentales.

Para la segunda parte: Densidades de solidos irregulares, los implementos que se utilizaran serán; Una balanza, un cuerpo irregular con densidad mayor que la del agua sujeto con una cuerda para poderlo suspender, agua y un vaso de precipitados o recipiente. Posteriormente en primer lugar se agregara agua al vaso de precipitado, para así con la balanza tomar el valor de la masa y luego poder registrar los datos, teniendo en cuenta que la cantidad de agua debe ser suficiente para poder sumergir el cuerpo completamente pero sin que llegue al fondo. En segundo lugar nuevamente se colocara el vaso precipitado con agua y el cuerpo sumergido completamente, pero sin tocar el fondo encima de la balanza y así poder tomar su marcación. En tercer lugar, se medirá la masa del cuerpo. Y ya para el último lugar se calculara la densidad del cuerpo irregular, considerando la densidad del agua como 1g/ml.

Con lo planteado anteriormente, se busca cumplir con las metas y objetivos planteados para esta práctica, de tal manera que sea de satisfactorio cumplimiento.

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OBJETIVOS

PROPÓSITOS

Conocer diferentes métodos en la medida de la densidad de solidos y líquidos.

Objetivos:

Medir las densidades de diferentes líquidos.

Aplicando el principio de Arquímedes medir la densidad de diferentes cuerpos.

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1. FUNDAMENTOS TEORICOS

DENSIDAD

La densidad de los materiales es la relación entre la masa y el volumen que ocupan, esta variable en el estudio de los fluidos es muy importante ya que con ella se pueden calcular la diferencia de presiones en un líquido en dos puntos diferentes.

Los líquidos son prácticamente incompresibles, es decir que por grande que sea la presión ejercida sobre ellos, su cambio de volumen es mínimo.La densidad ( ρ ) de una masa homogénea se define como la relación entre su masa (m) y el volumen (V) ocupado por esta:

Sus unidades son el kg/m3 o el g/cm3. Para una masa no homogénea, la densidad de unas partes es diferente a la de otras y en general no es uniforme. Piense por ejemplo en una esponja llena de agua, la cual posee partes que contienen mayor cantidad de agua que otras.

Para este tipo de casos la densidad se define como,

En donde dm se refiere a la masa infinitesimal que ocupa un volumen dV.

PRINCIPIO DE ARQUÍMEDES

Todos hemos visto como una masa de acero se hunde fácilmente en el agua, mientras que un globo lleno de aire permanece flotando, ¿cómo se puede explicar esto? Para ello recordemos el concepto de densidad relativa o gravedad especifica, que es la relación entre la masa de una sustancia y la masa de un volumen igual de agua a una temperatura determinada.

Podemos también definir una densidad relativa con respecto a cualquier fluido, sin embargo vamos a suponer que nos referimos al agua, en este caso

ρg= Masa deuna sustanciaMasa deunvolumen igual deagua

=Densidad de l a sustanciaDensidad del agua

http://contents.cnadflorida.org/moodle/mod/glossary/showentry.php?courseid=349&concept=Densidad



http://66.165.175.217/contents/filter/tex/displaytex.php?%5Crho=%5Cfrac%7Bm%7D%7BV%7D

http://66.165.175.217/contents/filter/tex/displaytex.php?%5Crho=%5Cfrac%7Bdm%7D%7BdV%7D

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Tenemos básicamente tres casos: 1. ρg > 1, la densidad del objeto es mayor que la del agua y el objeto tendrá la tendencia a hundirse.

2. ρ = 1, la densidad del objeto es igual a la densidad del agua y de esta forma el objeto tendrá una tendencia a mantenerse en una posición de equilibrio en el punto en el cual se encuentre.

3. ρ < 1, la densidad del objeto es menor que la del agua, de manera que el objeto flota.

El principio de Arquímedes expresa lo anterior de la siguiente forma:

"Si un cuerpo está parcial o totalmente inmerso en un fluido, el fluido ejercerá una fuerza vertical hacia arriba sobre el cuerpo, igual al peso del fluido desalojado o desplazado".

La fuerza que ejerce el fluido se denomina empuje, y es la razón por la cual los barcos no se hunden.

Empuje=peso del liquidodeslojado=V C ρ1g

Siendo Vc el volumen del cuerpo, y ρ1 la densidad del líquido. (Torres & Téllez,2010)

La formula que se utilizara para el desarrollo del punto 1 y 2 de la práctica se explica y describe a continuación:

Un picnómetro es un pequeño frasco de vidrio de volumen exacto y conocido (Vp). Se pesa vacío (wp), luego se llena completamente (incluido el capilar) con el líquido cuya densidad se desea determinar y finalmente se pesa (wpl). Con estos datos se puede calcular la densidad del líquido:

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2. PARTE EXPERIMENTAL

2.1 PRIMERA PARTE: DENSIDADES DE LÍQUIDOS

Los recursos a utilizar en la práctica (Equipos / instrumentos):

En esta primera parte los instrumentos serán mostrados mediante figuras, todo para tener una mejor ilustración, de los implementos que harán posible la realización de la práctica.

Figura 1. Balanza

Figura 2. Picnómetro

Figura 3. Agua

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Figura 4. Alcohol

Figura 5. Leche

La práctica se desarrolla de la siguiente manera:

1. Agregue agua al picnómetro hasta que este se encuentre lleno 5gml registre la masa del agua.

Para este punto se medirá la masa del picnómetro para así determinar la masa de los líquidos.

Volumen: 5mlPicnómetro vacío = 11.6Picnómetro lleno = 16.6Densidad D= M / V11.6 – 16.6M= 5D= 5 / 5= 1

Masa del picnómetro=11.6.gNota. Se trabajó con un picnómetro de 5 g

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2. Realice el mismo procedimiento para 3 tipos de líquidos diferentes. Manteniendo siempre las mismas condiciones experimentales.

Agua:Volumen: 5mlPicnómetro vacío = 11.6Picnómetro lleno = 16.6Densidad D= M / V11.6 – 16.6M= 5D= 5 / 5= 1

Alcohol:Volumen: 5mlPicnómetro vacío = 11.6Picnómetro lleno = 16.1Densidad D= M / V11.6 – 16.1M= 4.5D= 4.5 / 5= 0.9

Leche:Volumen: 5mlPicnómetro vacío = 11.6Picnómetro lleno = 16.7Densidad D= M / V11.6 – 16.7M= 5.1D= 5.1 / 5= 1.02

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2.2 SEGUNDA PARTE: DENSIDADES DE SÓLIDOS IRREGULARES

Los recursos a utilizar en la práctica (Equipos / instrumentos):

En esta segunda parte los instrumentos serán mostrados mediante figuras, como se realizo en la anterior parte, todo para tener una mejor ilustración, de los implementos que harán posible la realización de la práctica.

Se tendran en cuenta la figura 1 y 3. Por que esos instrumentos tambien se utilizaran en esta parte de la practica.

Figura 6. Cuerpo irregular

El cuerpo irregular contara con densidad mayor que la del agua sujeto con una cuerda para poderlo suspender.

Figura 7. Vaso de precipitados

1. Agregue agua al vaso de precipitados o al recipiente. Registre el valor de su masa. La cantidad de agua debe ser suficiente para poder sumergir el cuerpo completamente pero sin que llegue a tocar el fondo.

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Mediante la siguiente grafica se simulara, el desarrollo de este punto, para registrar el valor de la masa.

Figura 8. Simulación del punto 1

El valor de la masa del vaso de precipitados= 119.7g ± 0.1 error de la balanzaMasa del vaso precipitado + el agua= 298.5gMasa del agua=298.5g-119.7g=178.8gMasa= del objeto 50g

2. Nuevamente coloque el vaso con agua y el cuerpo sumergido completamente, pero sin tocar el fondo encima de la balanza y tome su marcación.

Con la siguiente imagen, se pretende mostrar de qué forma se realizo el procedimiento solicitado para este punto.

Figura 9. Simulación del punto 2

Masa del objeto sumergida + Masa del vaso precipitado + el agua= 305.1gLa masa del objeto y el agua= 305.1g-119.7g= 185.4g

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3. Mida la masa del cuerpo.

Masa= del cuerpo 50g

4. Calcule la densidad del cuerpo irregular, considere la densidad del agua como 1 g/ml.

La masa del agua + la masa del cuerpo sumergida sin tocar fondo =185.4g; la masa aumento 6,6 g, según cálculos anteriores. Entonces el V=6.6g/ml

ρ=mv

= 506.6

=7.575gml

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3. ANÁLISIS DE RESULTADOS

Margen de error

Error de la balanza= ±0.1

El valor de la masa del vaso de precipitados= 119.7g ± 0.1 Masa del vaso precipitado + el agua= 298.5g ± 0.1Masa del agua=298.5g-119.7g=178.8g ± 0.1Masa= del objeto 50g ± 0.1Masa del objeto sumergida + Masa del vaso precipitado + el agua= 305.1g ± 0.1La masa del objeto y el agua= 305.1g-119.7g= 185.4g ± 0.1

Como se puede observar en los cálculos realizados es que estos no son exactos, esto puede deberse, a que posiblemente la balanza no estaba equilibrada o el aire acondicionado que estaba encendido y por ende la presión atmosférica influyo en el entorno en que se estaba realizando el laboratorio, o en momento de la toma de la medición alguno de los integrantes de quienes estaban realizando las prácticas de laboratorio se apoyó sobre la mesa o base donde estaba apoyada la balanza.

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4. CONCLUSIONES

Como conclusión hay que tener en cuenta que las mediciones realizadas nunca son exactas, según las variables, el medio y los implementos utilizados en la práctica; los elementos de medición como lo son las reglas metálicas se dilatan o contraen según la temperatura del medio, o el uso inadecuado de los instrumentos o bien sea la persección por parte de quien esté realizando el experimento.

Por medio del principio de Arquímedes calculamos la densidad de algunos líquidos como el agua, alcohol, leche. Encontramos que la leche en un volumen de 5 ml tiene 5 gr de masa y una densidad de 1.02, siendo esta el líquido con mayor densidad. El agua con igual volumen al anterior nos arrojó que la masa es de 5gr, y la densidad es de 1, y para el alcohol, la masa fue de 4.5 con una densidad de 0.9 siendo este el líquido con menor densidad.

Al tomar el principio de Arquímedes como método de obtención de la densidad y el volumen de los objetos, nos lleva a basarnos en resultados experimentales. La exactitud está en el líquido desplazado por el sólido que corresponde a su volumen, con un objeto irregular de 50 gr y un volumen de agua de 178.8 gr, nos muestra que la densidad del objeto fue de 7.575g/ml. Los sólidos irregulares tienen distinta forma es por eso que no se pueden medir por cm exactamente, se debe medir por el volumen que tiene.

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5. GLOSARIO

Densidad: es una magnitud escalar referida a la cantidad de masa contenida en un determinado volumen de una sustancia.

Presión: es una magnitud física que mide como la proyección de la fuerza en dirección perpendicular por unidad de superficie.

Homogéneo: es aquel sistema material que está formado por una sola fase, es decir, que tiene igual valor a las propiedades intensivas en todos sus puntos o de una mezcla de varias sustancias que da como resultado una sustancia de estructura y composición uniforme.

http://es.wikipedia.org/wiki/Propiedades_intensivas_y_extensivas

http://es.wikipedia.org/wiki/Fase_(termodin%C3%A1mica)

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REFERENCIA

Torres, D., & Téllez, F. &. (2010). Modulo Fisica General. Bogota D.C.

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