FACULTAD DE RECURSOS NATURALES RENOVABLES.

Prctica N 2

DENSIDAD Y MASA

TINGO MARA PER

DETERMINACION DE MASA Y DENSIDAD.

I. INTRODUCCIN: Aunque toda la materia posee masa y volumen, la misma masa de sustancias diferentes ocupa distintos volmenes, as notamos que el hierro o el hormign son pesados, mientras que la misma cantidad de goma de borrar o plstico son ligeras.Segn una definicin estrictamente da la fsica, La masa representa el coeficiente de inercia de un cuerpo, es decir, la resistencia que el cuerpo opone a las variaciones de su estado de movimiento o de quietud y el volumen es la cantidad de espacio que ocupa un cuerpo, como tambin es una magnitud fsica extensiva asociada a la propiedad de los cuerpos fsicos de ser extensos, que a su vez se debe al principio de exclusin de Pauli.

La balanza analtica es un instrumento utilizado principalmente en Qumica, que sirve para medir la masa. Su caracterstica ms importante es que poseen muy poca incertidumbre, lo que las hace ideales para utilizarse en mediciones muy precisas. Particularmente son importantes para la qumica analtica pero tambin es muy usada en la Fsica.

La evolucin de las balanzas en los ltimos tiempos ha sido radical, pues se ha pasado de utilizar las balanzas tradicionales, de funcionamiento mecnico, a balanzas electrnicas de lectura directa y precisa.

II. OBJETIVOS: Determinar la masa de objetos. Determinar la densidad de slidos.

III. FUNDAMENTO TERICO:MASA

Una de las propiedades fundamentales de la materia es la de tener masa.

La determinacin de la masa es importante no solo en nuestra vida cotidiana sino principalmente en los laboratorios de ciencias e ingenieras sin excepcin.

La balanza analtica es el instrumento por excelencia que se usa en los laboratorios para medir masas como se ver cuando se estudie el momento o torque, que la balanza analtica es un balanza de primer orden para los estudiantes en los laboratorios.

Existen una variedad de balanzas analticas de alta precisin en los diversos laboratorios del mundo, sin embargo el principio de todas ellas es la misma ( el torque o momento).

DENSIDAD

La densidad de cualquier sustancia o materia viene a ser una relacin entre la masa de determinada sustancia y el volumen que esta ocupa. Esta relacin es muy til cuando se quieren caracterizar diferentes materiales.

D= M/V

En el sistema internacional (SI) la unidad de densidad es el Kg/m3

Ejemplo:

DH2O = 1000 Kg/m3 = 1 g/ cm3A. LA BALANZA ANALITICA: Este instrumento sirva para medir masas, tiene una estructura en forma de T en cuyos extremos va en cada uno de ellos brazos que soportan un platillo, en donde en uno de ellos se pone el objeto del cual se desea determinar su masa y en el otro se colocan masas patrones de referencia. La masa se obtiene por comparacin cuando los platillos estn al mismo nivel cuando hacemos una medicin. Es necesario calibrar previamente esta balanza, para ello hay que elevarla a travs de una palanca que se encuentra en la parte inferior de la plataforma, observaran una aguja muy larga que comenzara a oscilar la cual llegara a un momento en el que se va a detener, si esta se detiene en el centro de la escala habremos conseguido equilibrarla, en caso contrario con las perillas que se encuentran en el extremo de la estructura en T conseguiremos calibrarla.Es necesaria que esta balanza sea nivelada con algn equipo que sirva para este objeto (nivel).

Las balanzas analticas generalmente son digitales, y algunas pueden desplegar la informacin en distintos sistemas de unidades. Por ejemplo, se puede mostrar la masa de una sustancia en gramos, con una incertidumbre de 0.00001g

Tambin existen balanzas de un solo brazo. Por ejemplo una de ellas son las que utilizan un resorte en el cual es comprimido esta balanza se basa en la ley de HOOKE que estudiaremos posteriormente otra balanza de un solo brazo utilizan un contra peso para que pueda oscilar. De de acuerdo al contra peso uno puede determinar el rango de la escala de medida.

B. BALANZA CON RESORTE: La balanza con resorte destaca por una alta precisin: desviacin mxima 0,3% de la carga.

Adems la balanza con resorte puede pasar rpidamente de medir la fuerza de traccin a medir la fuerza de presin. Para ello slo necesita el equipo de conversin de fuerza de presin.

Aqu encontrar una visin general de este tipo de balanza con resorte.

Fcil de usar Mecnica, slida, de gran durabilidad.

Calidad en cuanto a material y forma.

Perfecta ajustabilidad.C. DENSIDAD:En fsica el trmino densidad (1. EQUIPO

Una balanza de un solo brazo, marca Leybold

Una balanza analtica marca Leybold

Un nivel

Masas de referencia de diversos tamaos

6 verniers marca ( lab connections)

6 varillas metlicas

2. PROCEDIMIENTO

A) Calibrar la balanza analtica, esto se consigue usando las perillas que se encuentran en la parte superior de la balanza en los extremos de la estructura en T.

B) A continuacin colocar el objeto del cual se desea determinar su masa en una de los platillos y en el otro latillo colocar la masas de referencia.

Elevar la balanza con la palanca correspondiente. Cuando se consigue que ambos platillos queden en equilibrio, en ese momento la masa del objeto ser igual a la masa o masa de referencias.

C) Determinar el volumen de las varillas usando el vernier.

V. CALCULOS Y RESULTADOS:Medidas

BarillasDimetro (cm)Longitud (cm)Masa (g)

11.0911.0067.630

21.0911.0267.620

31.0811.0167.580

41.0811.0167.600

51.0911.0167.550

61.0911.0167.630

V = D2 l /4

Masa(g)Volumen(cm3)Densidad(g/cm3Densidad(kg/m3)

167.63010.266.596590

267.52010.286.586580

367.58010.086.706700

467.60010.086.716710

567.55010.276.586580

667.63010.276.596590

405.6161.2839.7539750

mMasas =/m1 m/2

167.6300.0287.84x10-4

267.6200.0183.24x10-4

367.5800.0224.84x10-4

467.6000.024x10-6

567.5500.0522.70x10-3

667.630.0287.84x10-4

Valor promedio

m= m/#m = 405.61/6 = 67.602

Desviacin de una medicin

1 = / m1 m/

Desviacin Estndar

m12 = 5.084x10-3 = 1.0168 x 10-3 = 0.031

Error porcentual %

% = / m x100%

% = 0.031/67.602x100% = 0.05%

m = 67.602 +0.031

m = m +

m = 67.602 + 0.05%

m = m + %

mVolumen1 = /v1 v/2

110.260.052.5x 10-3

210.280.074.9x10-3

310.080.130.0169

410.080.130.0169

510.270.063.6x10-3

610.270.063.6x10-3

Valor promedio

V = V / #V = 61.24 / 6 = 10.21

Desviacin de una medicin

1 = / V1 V/

Desviacin Estndar ()

= V1 = 0.0484 = 9.68x10-3 = 0.098

Error porcentual %

% = x 100% = 0.098 / 10.21 x 100% = 0.96%

V = V +

V = 10.21 + 0.098

V = V + %

V = 10.21 + 0.96%

Densidad (g / cm3)1 = / D1 D/1 2

16.590.041.6x10-3

26.580.052.5x10-3

36.700.074.9x10-3

46.710.086.4x10-3

56.580.052.5x10-3

66.590.041.6x10-3

Valor promedio

D = D /# D = 39.75 / 5 = 6.63

Desviacin de una medicin

1 = / D1 D/

Desviacin Estndar ()

= D1 = 0.02 = 3.9x10-3 = 0.06

Error porcentual %

% = / D = 100%

0.06/6.63x100%

0.94%

D = D +

6.63 + 0.06

D = D + %

6.63 + 0.94%

Densidad1 = / D1 D/1 2

16590351225

26580452025

36700755225

46710857225

56580452025

66590351225

Valor promedio

D = D / # D = 39750/6 = 6625

Desviacin de una medicin

1 = / D1 D/

Desviacin Estndar ()

= D2 / n-1

= 19350/5 = 3870 = 62.21

Error porcentual %

% = / Dx 100% = 62.21 / 6625x100% = 0.94%

D = D +

6625 + 62.21

D = D +

66.25 + 0.94%

VI. DISCUSION:Comparando la balanza de doble brazo con la los beneficios que una balanza analtica brinda nos dimos cuenta que esta es una balanza exacta y que los resultados pueden con mayor exactitud que con las otros balazas. Como podemos ver en los clculos de masa esta tiene un error relativo de 2.04% el cual nos indica que no es exacta y que las mediciones que se hacen tienen un gran error. Para las medidas de longitud y radio se realizo con el vernier, estas como se puede observar en los clculos no tienen un gran % de error lo que nos indica que el vernier es exacto.

Por este motivo es que al calcular la densidad de cada varilla tenemos una gran variacin ya que los instrumentos utilizados no son exactos, ni precisos.Esta es una comparacin entre una balanza de doble brazo y una balanza analtica:Poca precisin.

Utilizan un pndulo de carga para determinar masas.

Exactitud hasta la dcima o centsima de gramo.

Largos periodos de oscilacin.

No muy estable.

De uso dificultoso.

Recomendable para obtener un peso general del objeto.Alto nivel de precisin.

Emplean electricidad para determinar masas.

Exactitud de 0.1 (Mg.).

Cortos periodos de oscilacin.

Estable.

De fcil uso.

Recomendable para pesar objetos pequeos

Como tambin Ambas balanzas son dispositivos mecnicos que se emplean en los laboratorios y Ambas determinan el peso o la masa de un objeto o sustancia.VII. CONCLUSIN:En suma, una balanza de doble brazo, es de difcil manejo y en el experimento no present gran exactitud, esta es la balanza que present menos precisin, y la analtica mostr ser de uso sencillo y con bastante precisin; pero la balanza analtica present la mayor exactitud entre las dos mencionadas. Como podemos ver se pudo llegar al objetivo mencionado y constatar que la balanza analtica tiene una gran precisin y exactitud. VIII. RECOMENDACIONES:Las recomendaciones que en esta ocasin se pede hacer es que se debera de hacer mayores comparaciones entre las balanzas y masas obtenidas. Para ello lo que necesitamos es mayor cantidad de instrumentos para realizar el experimento.IX. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS: SOLER P. NEGRO A. 1973. Fsica Prctica Bsica. 1 ed. Ed. Alambra. Madrid. p(18 22). www.pce-iberica.es/medidor-detalles-tecnicos/balanzas/balanza-resorte-newton.htm.

www.ohaus.com.mx/resorte.htm.

es.wikipedia.org/wiki/Unidades_de_volumen.

www.comenius.usach.cl/webmat2/conceptos/desarrolloconcepto/volumen_desarrollo.htm.

www.astromia.com/glosario/masa.htm.

es.wikipedia.org/wiki/Balanza.