densidad de solidos
Páginas: 9 (2107 palabras)
Publicado: 6 de mayo de 2014
DENSIDAD DE SOLIDOS
Christian Inga, Cristian Gómez, Camilo Botina
cdinga@unicauca.edu.co, cristiang@unicauca.edu.co, cabotina@unicauca.edu.co
Facultad de Ingeniería Electrónica y Telecomunicaciones
Departamento de Automática
Ingeniería en Automática Industrial
Laboratorio de Física de Fluidos
Universidad del Cauca
Popayán
Abstract: En la práctica de laboratorio se estudiara ycomprobara la relación existente entre el empuje correspondiente a un volumen particular de un cuerpo sumergido y se determinar experimentalmente la densidad de diferentes objetos sólidos más densos que el agua. Los métodos utilizados serán el método de la probeta y el principio de Arquímedes, utilizando 2 cuerpos solidos problemas y 4 líquidos problema con distintas características físicas.Keywords: empuje, principio de Arquímedes, volumen, masa, método de la probeta.
1. INTRODUCCION
En un cuerpo físicamente homogéneo existe proporcionalidad entre los volúmenes que se consideran y las masas correspondientes a dichos volúmenes. Esta constante de proporcionalidad se denomina densidad (ρ). Se define como la masa de la unidad de volumen. En el caso de cuerpos no homogéneos debemosdefinir una densidad puntual o hablar de densidad media.
Esta propiedad de la materia, que la caracteriza en cualquiera de los estados en que se presenta, es fácil de determinar en el laboratorio de forma sencilla, sobre todo en el caso de cuerpos sólidos.
2. MARCO TEORICO
La pérdida aparente de peso de un cuerpo al ser sumergido en un líquido es igual, según Arquímedes, al peso delvolumen del líquido desalojado por el cuerpo; o cuando un cuerpo desplaza un fluido, aparece sobre él una fuerza vertical ascendente igual al peso del fluido desplazado y esta fuerza actúa en el centro de gravedad del fluido desplazado; dicha fuerza es llamada fuerza boyante o empuje. Para el cálculo de la densidad de sólidos son precisos dos datos: la masa y el volumen. La primera es medidadirectamente por la balanza; el segundo indirectamente por aquella y con base en el Principio de Arquímedes; para ello se sumerge el cuerpo en el líquido y la balanza acusa la fuerza de empuje, midiendo los “gramos correspondientes”, pero como un gramo de agua destilada ocupa un volumen de un centímetro cúbico, el número de “gramos” de la fuerza de empuje coincide con el número de centímetros cúbicosdesalojados.
2.1 Densidad
La densidad es una propiedad general de todas las sustancias. No obstante su valor es específico para cada sustancia, lo cual permite identificarla o diferenciarla de otras. La densidad es una propiedad intensiva y su valor depende de la temperatura y de la presión. Se define como la masa de una sustancia presente en la unidad de volumen:
d = m /V (2.1)
Se acostumbra a expresar la densidad de los líquidos y sólidos en g/mL o g/cm3 y la densidad de los gases en g/L.
2.2 Gravedad específica
La gravedad específica de una sustancia se define como la relación entre la densidad de una sustancia y la densidad del agua, medida esta última a 4 °C. Por ejemplo: la densidad del mercurio es 13.6 g/mL y la densidad del agua es 1.00g/mL. La gravedad específica del mercurio será:
La gravedad específica no tiene unidades, sirve para denotar cuántas veces es más pesada o más densa una sustancia con respecto al agua.
2.3 Principio de Arquímedes
Arquímedes (287-212 A. C.) se inmortalizó con el principio que lleva su nombre, cuya forma más común de expresarlo es:
“Todo sólido de volumen V sumergido en unfluido, experimenta un empuje hacia arriba igual al peso del fluido desalojado”.
Se cuenta que Arquímedes descubrió el principio tratando de determinar si el oro de una corona que había encargado Hierón, rey de Siracusa había sido parcialmente reemplazado por cobre o plata, metales más baratos.
Dice la leyenda que el principio le vino a la mente mientras se bañaba, lo que le produjo tal...
Christian Inga, Cristian Gómez, Camilo Botina
cdinga@unicauca.edu.co, cristiang@unicauca.edu.co, cabotina@unicauca.edu.co
Facultad de Ingeniería Electrónica y Telecomunicaciones
Departamento de Automática
Ingeniería en Automática Industrial
Laboratorio de Física de Fluidos
Universidad del Cauca
Popayán
Abstract: En la práctica de laboratorio se estudiara ycomprobara la relación existente entre el empuje correspondiente a un volumen particular de un cuerpo sumergido y se determinar experimentalmente la densidad de diferentes objetos sólidos más densos que el agua. Los métodos utilizados serán el método de la probeta y el principio de Arquímedes, utilizando 2 cuerpos solidos problemas y 4 líquidos problema con distintas características físicas.Keywords: empuje, principio de Arquímedes, volumen, masa, método de la probeta.
1. INTRODUCCION
En un cuerpo físicamente homogéneo existe proporcionalidad entre los volúmenes que se consideran y las masas correspondientes a dichos volúmenes. Esta constante de proporcionalidad se denomina densidad (ρ). Se define como la masa de la unidad de volumen. En el caso de cuerpos no homogéneos debemosdefinir una densidad puntual o hablar de densidad media.
Esta propiedad de la materia, que la caracteriza en cualquiera de los estados en que se presenta, es fácil de determinar en el laboratorio de forma sencilla, sobre todo en el caso de cuerpos sólidos.
2. MARCO TEORICO
La pérdida aparente de peso de un cuerpo al ser sumergido en un líquido es igual, según Arquímedes, al peso delvolumen del líquido desalojado por el cuerpo; o cuando un cuerpo desplaza un fluido, aparece sobre él una fuerza vertical ascendente igual al peso del fluido desplazado y esta fuerza actúa en el centro de gravedad del fluido desplazado; dicha fuerza es llamada fuerza boyante o empuje. Para el cálculo de la densidad de sólidos son precisos dos datos: la masa y el volumen. La primera es medidadirectamente por la balanza; el segundo indirectamente por aquella y con base en el Principio de Arquímedes; para ello se sumerge el cuerpo en el líquido y la balanza acusa la fuerza de empuje, midiendo los “gramos correspondientes”, pero como un gramo de agua destilada ocupa un volumen de un centímetro cúbico, el número de “gramos” de la fuerza de empuje coincide con el número de centímetros cúbicosdesalojados.
2.1 Densidad
La densidad es una propiedad general de todas las sustancias. No obstante su valor es específico para cada sustancia, lo cual permite identificarla o diferenciarla de otras. La densidad es una propiedad intensiva y su valor depende de la temperatura y de la presión. Se define como la masa de una sustancia presente en la unidad de volumen:
d = m /V (2.1)
Se acostumbra a expresar la densidad de los líquidos y sólidos en g/mL o g/cm3 y la densidad de los gases en g/L.
2.2 Gravedad específica
La gravedad específica de una sustancia se define como la relación entre la densidad de una sustancia y la densidad del agua, medida esta última a 4 °C. Por ejemplo: la densidad del mercurio es 13.6 g/mL y la densidad del agua es 1.00g/mL. La gravedad específica del mercurio será:
La gravedad específica no tiene unidades, sirve para denotar cuántas veces es más pesada o más densa una sustancia con respecto al agua.
2.3 Principio de Arquímedes
Arquímedes (287-212 A. C.) se inmortalizó con el principio que lleva su nombre, cuya forma más común de expresarlo es:
“Todo sólido de volumen V sumergido en unfluido, experimenta un empuje hacia arriba igual al peso del fluido desalojado”.
Se cuenta que Arquímedes descubrió el principio tratando de determinar si el oro de una corona que había encargado Hierón, rey de Siracusa había sido parcialmente reemplazado por cobre o plata, metales más baratos.
Dice la leyenda que el principio le vino a la mente mientras se bañaba, lo que le produjo tal...
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