Biofisica

DENSIDAD DE LIQUIDOS Y SÓLIDOS

1. OBJETIVO
Determinar la densidad de líquidos y sólidos, a partir del principio de
Arquímedes.

2. MATERIALES

01 Soporte universal.

01 Balanza.

01 Vaso de pecipitado.

01 Cilindro de Cu y Al

01 Paralelepípedo de tejido óseo

01 Cuerpo irregular

01 Calibrador (vernier)

Alcohol

Agua.
3. MARCO TEÓRICODensidad: Llamamos densidad absoluta o simplemente densidad,, de un cuerpo homogéneo a su masa m, por unidad de volumen:

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Principio de Arquímedes: Este principio establece que todo cuerpo sumergido total o parcialmente en un fluido experimenta una fuerza vertical hacia arriba, llamada empuje, cuyo valor es igual al peso del fluido desalojado y cuya línea de acción pasa por el centro degravedad del fluido desalojado (Figura 1).

Figura 1
Figura 1

Así, si un cuerpo de volumen V se encuentra totalmente sumergido en un líquido de densidad , el empuje que experimenta el cuerpo es

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Determinación de la densidad de un líquido
Si sumergimos un mismo cuerpo sucesivamente en dos fluidos distintos de densidades 1 y 2, los empujes que experimenta se encuentran en la mismarelación que las densidades de los líquidos, esto es
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de modo que, si conocemos 1, podemos determinar la densidad 2 del otro líquido.

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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dondepa es le peso del cuerpo en el aire, es decir,
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siendola densidad del sólido que queremos determinar. Debetenerse 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. Revisemosalgunos 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 líquidoauxiliar 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 fenómenopuede 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, elalambre 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 medidasrealizadas 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...