Lab 3

LABORATORIO Nº 3: DENSIDAD Y TENSIÓN SUPERFICIAL
1. OBJETIVOS:
* Determinar de manera experimental la densidad media de algunos cuerpos mediante la aplicación del Principio de Arquímedes.
* Comprender mejor las propiedades de los líquidos para su buen uso en la vida cotidiana.
* Determinar el coeficiente de tensión superficial de un líquido.
* Observar cómo actúa el empujemediante el principio de Arquímedes.
* Poder determinar la masa de un cuerpo y el empuje que un líquido ejerce sobre este cuando está totalmente sumergido.
* Comprobar de manera experimental la variación en el coeficiente de tensión superficial al adicionar un agente tenso activo a dicho líquido.

2. FUNDAMENTO TEÓRICO:
La densidad media de un objeto cualquiera se define como elcociente entre la masa y el volumen de dicho objeto. Si el objeto es de un material homogéneo entonces dicha densidad media del objeto será también la densidad del material.
Definamos algunos conceptos que vamos a utilizar como herramienta para desarrollar el laboratorio:
Fluido
Es una sustancia incapaz de resistir fuerzas o esfuerzos de corte sin separarse, mientras que un sólido si puede hacerlo.Los fluidos pueden ser líquidos y gases:
Líquidos
Están sometidos a fuerzas intermoleculares que los mantienen unidos de tal forma que su volumen es definido, pero su forma no. Los líquidos son ligeramente compresibles y su densidad varía poco con la temperatura o presión.
* Densidad: Para un fluido homogéneo está definida como una relación de su masa y el volumen que tiene u ocupa, depende dela temperatura y la presión para los gases, en cambio para los líquidos la variación es pequeña.
D = ρ = M/V, [Kg/m3]
* Unidades de densidad: Unidades de densidad en el Sistema Internacional de Unidades (SI).
Kilogramo por metro cúbico (kg/m³)
Gramo por centímetro cúbico (g/cm³)
Kilogramo por litro (kg/L). El agua tiene una densidad próxima a 1 kg/L
1 kg/L = 1 g/cm³ = 1 g/mL
Gramo pormililitro (g/mL), que equivale a (g/cm³).
* Peso específico: Es el cociente entre el peso del cuerpo por la unidad de volumen.
Pe = γ = P/V
γ = ρ.g

Principio de Arquímedes
El principio de Arquímedes es un principio físico que afirma que un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido estático, será empujado con una fuerza vertical ascendente igual al peso del volumen de fluidodesplazado por dicho cuerpo. Esta fuerza recibe el nombre de empuje hidrostático o de Arquímedes, y se mide en newton (en el SI).
El principio de Arquímedes se formula así:
E = ρgVsum

Tensión superficial
En física se denomina tensión superficial de un líquido a la cantidad de energía necesaria para disminuir su superficie por unidad de área.[1] Esta definición implica que el líquido tiene unaresistencia para disminuir su superficie. Este efecto permite a algunos insectos, como el zapatero, desplazarse por la superficie del agua sin hundirse. La tensión superficial (una manifestación de las fuerzas intermoleculares en los líquidos), junto a las fuerzas que se dan entre los líquidos y las superficies sólidas que entran en contacto con ellos, da lugar a la capilaridad

(Diagrama defuerzas intermoleculares)
La tensión superficial suele representarse mediante la letra`` ``. Sus unidades son de N·m-1=J·m-2 (véase análisis dimensional).
Algunas propiedades de````:
> 0, ya que para aumentar el estado del líquido en contacto hace falta llevar más moléculas a la superficie, con lo cual disminuye la energía del sistema y ````es;O la cantidad de trabajo necesario para llevar una molécula a la superficie.
```` Depende de la naturaleza de las dos fases puestas en contacto que, en general, será un líquido y un sólido. Así, la tensión superficial será igual por ejemplo para agua en contacto con su vapor, agua en contacto con un gas inerte o agua en contacto con un sólido, al cual podrá mojar...