Metodos de medicion de volumenes y densidades

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER Escuela de Física Laboratorio de Física L1. Métodos de medición de volúmenes y densidades
A. Determinación del volumen y la densidad de sólidos. B. Determinación de la densidad de líquidos usando la balanza de densidad de Mohr C. Determinación de la densidad de líquidos con el picnómetro de Gay-Lussac Introducción
En física, la densidad de una sustancia,simbolizada habitualmente por la letra griega , es una magnitud referida a la cantidad de masa contenida en un determinado volumen. La densidad o densidad absoluta es la magnitud que expresa la relación entre la masa y el volumen de un cuerpo. Su unidad en el Sistema Internacional es 3 3 el kilogramo por metro cúbico (kg/m ), aunque frecuentemente se expresa en g/cm :



m V

La densidadpuede obtenerse de forma indirecta y de forma directa. Para la obtención indirecta de la densidad, se miden la masa y el volumen por separado y posteriormente se calcula la densidad. La masa se mide habitualmente con una balanza, mientras que el volumen puede medirse determinando la forma del objeto y midiendo las dimensiones apropiadas o mediante el desplazamiento de un líquido, entre otros métodos.Entre los instrumentos más comunes para la medida de densidades tenemos:  El densímetro, que permite la medida directa de la densidad de un líquido  El picnómetro, es un aparato que permite la medida precisa de la densidad de sólidos, líquidos y gases (picnómetro de gas).  La balanza de Mohr es una variante de balanza hidrostática que permite la medida precisa de la densidad de líquidos.Objetivos del experimento
Parte A ■ Medir los volúmenes V de cuerpos distintos de acuerdo al método de desbordamiento. ■ Comparar los volúmenes medidos con los calculados a partir de las dimensiones. ■ Determinar la densidad p de los cuerpos. Parte B ■ Determinar la densidad del agua pura y comprobar la exactitud de medición de la balanza de densidad. ■ Determinar la densidad de las soluciones deetanol-agua en función de la concentración en volumen del etanol. Parte C ■ Determinar el volumen del picnómetro ■ Determinar de la densidad de soluciones de etanol-agua en función de la concentración en volumen del etanol.

Principios Teóricos
La densidad de una sustancia homogénea suele determinarse midiendo la masa m y el volumen V por separado y luego calcular la densidad



m V

(1)de estas cantidades. La densidad de sólidos se determina combinando mediciones de peso y volumen. Los volúmenes de los cuerpos son determinados del volumen del líquido que los cuerpos desplazan a partir de un recipiente de desbordamiento. Este procedimiento se prueba en la parte A del experimento con cuerpos regulares cuyos volúmenes se pueden calcular con sus dimensiones lineales. La densidadde un líquido se puede determinar con un alto grado de precisión por medio de una balanza de densidad de Mohr (ver Fig. 1.1): Una plomada sumergida en el líquido se halla sometida a una fuerza de empuje hacia arriba y así, aparentemente, pierde peso. La magnitud de la fuerza de flotación es igual al peso del líquido desplazado por la plomada y, por tanto, proporcional a la densidad del líquido. Laaparente pérdida de peso es equilibrado en el brazo con pesas de la balanza. La densidad se puede leer de inmediato de las posiciones de los pesos de la balanza. En la temperatura de referencia 20°C, la densidad de líquidos entre 0,8g/cm3 y 1,1g/cm3 por lo tanto se puede determinar con una precisión de  = 0,0003g/cm3. Más allá de este rango, la pantalla de la balanza debe ser corregida desde elempuje del aire y el bombeo de líquidos en el alambre de la plomada para evitar afectar la medición. La mezcla de dos líquidos de densidades 1 y 2 distintas se estudian en la parte B y C del experimento. Considere lo siguiente con respecto a la densidad  de la mezcla (más exactamente: la solución): Los volúmenes parciales V1 y V2 corresponden a las masas parciales (2) m1  1V1 y m2  2V2...