CALOR Y ONDA




Variación de la densidad del agua con respecto a la temperatura
Orlando Ferrer Riquett, Adriana Luna Cañas, Ernesto Morales Carrionis.
Profesor William Celin. Grupo GN-3 – Mesa 2. 25-02-2013
Laboratorio de Física de Campos, Corporación Universitaria de la Costa, Barranquilla


Resumen


A través de montajes experimentales en el laboratorio de física calor-ondas, es posibleverificar la variación de la densidad del agua con respecto a la temperatura. En esta experiencia con la ayuda de una probeta, una balanza granataria, un beaker, un termómetro, un trípode, rejillas y mechero, se consiguió hallar los valores de la masa y volumen del agua cuando experimentó diferentes   cambios en su temperatura. De esta manera se obtienen los datos requeridos, los cuales se tabulan yposteriormente se analizan con sumo detalle. Mediante este montaje es posible calcular el valor de la densidad del agua y establecer conclusiones acerca del comportamiento de la misma con el cambio de temperatura. 


Palabras claves: masa, densidad, temperatura, agua, volumen.









Abstract


Through laboratory experimental set of physical heat-waves it is possible to verify thevariation of the density of
water against temperature. In this experience with help of a test tube, a beam balance and other laboratory instruments managed to find the values of the mass of water when I experience different changes in temperature. In this way we obtain the required data, which are tabulated and then analyzed in great detail. By the arrangement it is possible to calculate the valueof the density of water and draw conclusions about the behavior of the same with changing temperature.

Key words: mass, density, temperature, water, volume.


1. Introducción

La densidad es una magnitud escalar referida a la cantidad de masa contenida en un determinado volumen  de una sustancia. La densidad de una sustancia puede variar si se cambia la presión o la temperatura. En elcaso de que la presión aumente, la densidad del material también lo hace; por el contrario, en el caso de que la temperatura aumente, la densidad baja.
El hielo funde cuando ha conseguido suficiente energía térmica como para comenzar a romper algunos enlaces de hidrógeno. Al romperse la estructura abierta del sólido comienza a colapsar. Las moléculas se mueven y ocupan parte del espacio vacío,dando lugar a un líquido que es más denso que el sólido. Cuando la temperatura aumenta ligeramente, el aumento de colisiones entre las moléculas les permite encontrar espacio vacíos en los que meterse, lo que aumenta aún más su densidad. Este efecto alcanza su máximo a 3,98°C. Al ir aumentando la temperatura, por encima de 4°C, las moléculas de agua se mueven más rápido, con lo que aumenta ladistancia media entre ellas. La densidad disminuye. El agua a 4°C representa un punto de inflexión y es cuando alcanza su máxima densidad.

2. Marca teórico

La densidad es una medida utilizada en la física y la química para determinar la cantidad de masa contenida en un determinado volumen.

Fórmula para calcular la densidad (ρ)


Dónde:

Ρ: densidad
M: masa
V: volumen

Se debe tener encuenta que:

1. Los valores de densidad de las sustancias dependen de la presión y temperatura a la cual se encuentre, pero no dependen de la gravedad; por lo tanto, la densidad de un cuerpo en la tierra es igual que en la luna, a la misma presión y temperatura
2. Estando a la misma presión y temperatura es posible diferenciar a dos sustancias químicamente puras por sus valores de densidad,debido a que es una propiedad intensiva y característica de cada sustancia.
3. Para una sustancia química, generalmente se cumple: Dsolido > Dliquido > Dgas
4. La densidad de sustancias sólidas y liquidas varia en cantidades muy pequeñas con la temperatura, por lo cual generalmente se considera constante en un rango de temperatura de 0°C a 30°C. En cálculos muy precisos se debe considerar que la...