Densidad y volumen específico

Universidad de las Américas Puebla

Facultad de Ingenierías.
Departamento de Ingeniería Química, Alimentos y Ambiental.
Introducción a la Ingeniería Química
Densidad y Volumen Específico
* Daniel Alejandro Caballero Cerbón ID.143665

Índice.
* Definiciones………………………………………………………03
* Ejemplos…………………………………………………………..05
* Ejercicios………………………………………………………….06
*Bibliografía………………………………………………………..07
* Anexos…………………………………………………………….08

Definiciones.
La densidad es una propiedad de la materia que comúnmente se expresa en unidades de gramos por centímetro cúbico (g/cm3), o en gramos por mililitro (g/mL). Debido a que la mayoría de las substancias cambian de volumen cuando se calientan o enfrían, las densidades son dependientes de la temperatura. Cuando se reportandensidades la temperatura debe especificarse. De lo contrario por lo regular se asume que la temperatura es de 25ºC, cercana a la temperatura ambiente.

La densidad es un concepto fácil de confundir. Por ejemplo, muchas cosas que comúnmente creemos que son 'livianas' o 'pesadas' no tienen masas diferentes, pero sí tienen densidades diferentes. Mire la tabla aquí mostrada para ver ejemplos de lasdensidades de substancias comunes.
Densidad de Algunas Substancias Comunes |
Substancia | Densidad(g/cm3)(g/cm3) | |
Aire | 0.0013 | |
Plumas | 0.0025 | |
Madera (Roble) | 0.6 - 0.9 | |
Hielo | 0.92 | |
Agua | 1.00 | |
Ladrillos | 1.84 | |
Aluminio | 2.70 | |
Acero | 7.80 | |
Plata | 10.50 | |
Oro | 19.30 | |

Un factor que puede afectar la densidad de la materia esla temperatura. Muchos materiales se expanden cuando son calentados. Ya que los materiales que se expanden ocupan un volumen mayor, su densidad disminuye. Este hecho ocurre más comúnmente con gases y algunos líquidos y explica cómo funcionan los globos de aire caliente. Cuando el aire dentro del globo se calienta, este se expande y su densidad disminuye. El globo adquiere ligereza positiva conrespecto al aire frío que lo rodea y flota en el aire.
Su unidad en el SI es el kg/m3 y se tienen las conversiones
DENSIDAD | UNIDAD SI |
  | kg/m3 |
1 g/cm3 | 1 000,000 |
1 g/l | 1,000 000 |
1 lb/pie3 | 1,601 846 101 |
1 lb/galón | 1,198 264 102 |

Volumen específico.
El volumen específico (v) es el volumen ocupado por unidad de masa de un material. Es la inversa de la densidad,y al igual que esta no depende de la cantidad de materia. En el sistema internacional de unidades se expresa como m3 / kg. Ejemplos: dos pedazos de hierro de distinto tamaño tienen diferente peso y volumen pero el peso específico de ambos será igual.

Sus conversiones en el SI son:
VOLUMEN ESPECIFICO | UNIDAD SI |
  | m3/kg |
1 cm3/g | 1,000 000 10-3 |
1 l/g |1,000 000 |
1 pie3/lb | 6,242 796 10-2 |
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Ya habiendo definido ampliamente ambos conceptos es momento de pasar a algunos ejemplos de estas magnitudes.
Ejemplos.
Tal vez el ejemplo más conocido de la medición de la densidad de un objeto sea la de su descubridor el griego Arquímedes a quien el rey de Siracusa le pidió que determinara si la corona que le había fabricado un artesano eraen efecto de oro puro o había sido estafado. Arquímedes se quedó perplejo ante éste problema pues desconocía la forma de determinar si la corona era falsa y no lo hubiera logrado de no ser porque un día casi por accidente descubrió que el agua de la tina donde él se encontraba se desplazaba cuando él entraba en el agua así que utilizó el mismo principio con la corona original y una copia de oropuro para determinar que la corona que le había sido entregada al rey era falsa.
Tomemos la situación de Arquímedes. Si supiéramos que la masa de la corona era de 2.5 Kg y que el volumen de agua que desplazó fue de medio litro ¿Será esta corona de oro puro? ¿Cuál es el volumen específico de la corona? ρAu=19.3 a 20ºC
Respuesta: Tenemos la masa y el volumen de la corona, sabemos que 1 ml=...