Determinación De La Densidad De Un Líquido.

I.T.A. Fundamentos Físicos de la Ingeniería Práctica 10. Determinación de la densidad de un líquido.

Práctica 11. DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD DE UN LÍQUIDO CON LA BALANZA DE MOHRWESTPHAL

OBJETIVOS Manejo de la balanza de Mohr-Westphal Medir la densidad de diferentes líquidos problema. MATERIAL • Balanza de Mohr-Westphal con sus accesorios. • Probeta. • Agua destilada. • Líquidos problema.FUNDAMENTOTEÓRICO El funcionamiento de esta balanza se basa en el principio de Arquímedes, que establece que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje E, vertical hacia arriba de valor igual al peso de fluido desplazado.

E = ρgV

(11-1)

donde ρ es la densidad del fluido, y V el volumen del cuerpo que está sumergido en el fluido. Según la expresión (11-1), si un mismo cuerpolo sumergimos en dos fluidos diferentes de densidades ρ1 y ρ2, la razón entre los empujes que experimenta en cada fluido es
E2 ρ 2 = E1 ρ1

(11-2)

así que determinados los empujes E1 y E2 y conocida la densidad ρ1, se puede obtener la densidad ρ2 . DESCRIPCIÓN DE LA BALANZA DE MOHR-WESTPHAL Esta balanza permite la determinación de densidades de líquidos diferentes al agua destilada, ya quetoma a ésta como referencia para los empujes. Según se aprecia en la figura 11-1, tiene sus brazos desiguales. El brazo más corto termina en una pieza compacta P, de masa fija, con una aguja adosada, A que debe quedar al mismo nivel que la otra aguja B, fija al chasis, cuando la balanza está equilibrada. Del extremo del brazo largo pende un gancho para colgar el inmersor de vidrio I. Este inmersorlleva un termómetro en su interior para medir la temperatura del líquido cuya densidad se esté determinando. 50

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Fig. 11-1 El brazo largo lleva una serie de muescas, a distancias fijas, numeradas de 1 a 10, pero esta numeración debe interpretarse como 0.1, 0.2,..., 1, de forma que la muesca10 representa la unidad. En la base lleva un tornillo T, para la nivelación de la balanza. Si el inmersor cuelga al aire, queda equilibrado por el contrapeso P y la balanza equilibrada presenta las agujas al mismo nivel horizontal. Cuando el inmersor I se mete en un líquido sufre un empuje, como establece el principio de Arquímedes, (ec. 11-1), y se desquilibra la balanza. Si deseamos restablecerel equilibrio es necesario añadir pesas en el brazo largo. Las pesas, para esta balanza, tienen forma de horquilla y se llaman “reiters”, se montan a caballo sobre las muescas del brazo largo. Habrán de colocarse en aquellas posiciones que permitan compensar exactamente el empuje. Para los cálculos de la densidad nos basamos en la ecuación (11-2), donde aparece el cociente de empujes y por tanto launidad, en que sean medidos, no influye en los resultados finales. Por otra parte el reiter unidad (el de mayor tamaño) tiene un peso tal que colocado en la posición 10 equilibra el empuje que experimenta el inmersor cuando está sumergido en agua destilada (exenta de aire) a 4ºC de temperatura. Así que este reiter colocado en la posición 10 representa la unidad de empuje. Los siguientes reiterstienen masas que son 1/10, 1/100, 1/1000 de la del reiter unidad. Cada uno de ellos colocado en la muesca 10 representa 1/10, 1/100, 1/1000 del empuje unidad respectivamente. A su vez, cada reiter colocado en una muesca cualquiera representa tantas décimas de su valor como indica el número de la muesca donde está colocado. A modo de ejemplo, si un reiter 1/1 está colocado en la muesca 10, otro 1/1en la muesca 1, y los reiters 1/10 y 1/100 en las muescas 4 y 7 respectivamente como se observa en la figura 12-2, la lectura de la densidad sería 1,174 veces la densidad del agua.

Figura 11-2 Puesto que la unidad de empuje corresponde al agua destilada a 4º C , la balanza nos permite determinar la densidad del líquido problema a partir de la lectura de la posición de los reiters utilizados...