Desordenado Laboratorio Densidad

C´
alculo de la densidad para s´
olidos
Procedimiento 1. Medida directa de la masa y el volumen:
Se mide la masa de la muestra s´
olida ms usando la b´ascula. Enseguida se llena la probeta de agua y se toma
un nivel de referencia, se sumerge el s´
olido en la probeta, entonces el nivel de agua aumenta. El volumen del
s´
olido Vs es la diferencia de volumen de los dos niveles de agua como seobserva en la figura 2. Finalmente
se determina la densidad usando la ecuaci´
on 1.

Figura 2: Medida del volumen. Izquierda: se toma referencia del nivel de agua. Derecha: Se sumerge la
muestra s´
olida. La diferencia del volumen entre niveles de agua es el volumen del s´olido.

En la tabla 4 se observa que el valor de la densidad obtenida mediante el procedimiento 1 para el Hierro y el
Cobre es: (8 ±1)g/cm3 y (9 ± 2)g/cm3 , respectivamente. Estas incertidumbres son grandes en comparaci´
on
a las obtenidas para el Aluminio y Bronce (±0,2 y ±0,7g/cm3 ). Adem´as se observa en la tabla 1 que el
volumen del Hierro y Cobre es 6cm3 , el cual es un valor muy peque˜
no para ser medido con una probeta.
Entonces la probeta es un instrumento poco preciso para calcular la densidad de muestras s´olidaspeque˜
nas.

La densidad es una propiedad que caracteriza a un material de otro sin importar el tama˜
no que tenga. Esta
caracterizaci´
on tiene valor (de esta manera determinamos el material del que est´a compuesto los objetos
de estudios o los contrastes que existen entre ellos) y es aplicada en diferentes escenarios como la industria
minera, civil, cosm´etica, entre otras (Sears and Zeamansky[2009]).

La densidad es una propiedad muy importante ya que permite caracterizar diferentes materiales. En el presente informe se evaluaron dos procedimientos para determinar la densidad del hierro, cobre, aluminio y
bronce. Primero midiendo directamente la masa y el volumen, luego usando el empuje hidrost´atico. Tambi´en
se determin´
o la densidad de la glicerina usando el segundo procedimiento. Seobtuvo que el procedimiento
m´
as adecuado es usando el concepto de empuje hidrost´atico, dado que se utiliza u
´nicamente una balanza
como instrumento de medici´
on, mientras que al medir directamente el volumen con una probeta aumenta la
incertidumbre experimental.

La determinaci´
on de la densidad se realizar´a con dos procedimientos diferentes. El primero de ellos consiste
en medirdirectamente la masa y el volumen utilizando la ecuaci´on 1. En el segundo procedimiento se sumergir´
a el s´
olido en un l´ıquido (ver figura 1), creando una fuerza entre ellos conocida como empuje hidrost´
atico.
Si el s´
olido tiene un volumen Vs y el l´ıquido una densidad ρl , entonces el empuje hidrost´atico E es:
E = ρl Vs g

1

(1)

donde g es la gravedad.
De acuerdo a la ecuaci´
on 1 el volumendel s´olido y el empuje est´an relacionados, entonces si se mide el
empuje se determinar´
a el volumen del s´
olido y por tanto su densidad.

No es recomendable usar la probeta para medir el volumen de una muestra s´olida peque˜
na (por debajo
de 6cm3 ), ni tampoco su densidad.
El procedimiento de doble pesada usando el concepto de empuje hidrost´atico usando u
´nicamente la
balanza es m´
as precisoque midiendo directamente el volumen usando la probeta.
Las muestras s´
olidas y l´ıquidas usadas en el laboratorio no tienen impurezas significativas y los valores
de densidad est´
an en el rango de 1 % al 10 % de error en comparaci´on a los valores aceptados por la
comunidad cient´ıfica.
La densidad obtenida de las muestras mediante los procedimientos 1 y 2 son mostrados en la siguiente tabla.Se calcul´
o el error relativo usando la ecuaci´on 5 entre los resultados obtenidos por el procedimiento 2 y los
valores de referencia aceptados por la comunidad cient´ıfica para estos materiales.
%error =

|ds2 − dref |
× 100
dref

(5)

Tabla 4: Determinaci´
on de la densidad de las muestras usando los diferentes procedimientos (ds1 y ds2 ) y
error en comparaci´
on con la densidad de referencia...