DENSIDAD RELATIVA DE UN LÍQUIDO

I. OBJETIVOS:

Medir experimentalmente la densidad relativa de líquidos como kerosene, leche y orina.

Determinar la densidad relativa de un líquido inmiscible respecto a otro usando un tubo en U.

II. FUNDAMENTO TEÓRICO:

Un fluido, en contraste con un sólido, es una sustancia que puede fluir. Los fluidos adoptan la forma de cualquier recipiente donde se pongan, lo cual se debe a que no pueden sostener una fuerza que sea tangencial a su superficie. Por lo tanto, un fluido es una sustancia que fluye porque no puede resistir un esfuerzo cortante, pero puede ejercer una fuerza en la dirección perpendicular a su superficie. Algunos materiales, por ejemplo la resina, tardan más tiempo en tiempo en adoptar la forma de un recipiente, pero lo hacen al fin de cuentas; por tanto, los clasificamos como fluidos.Quizá nos preguntemos por qué agrupamos líquidos y gases y los llamamos fluidos.Después de todo (puede decirse), el agua líquida es tan diferente del vapor como lo es del hielo. En realidad, no lo es. El hielo, al igual que otros solidos cristalinos, tiene sus átomos organizados en una distribución tridimensional más bien rígida que recibe el nombre de celosía cristalina. Sin embargo, ni el vapor ni el agua líquida tienen tal distribución ordenada de largo alcance.

DENSIDAD ESPECÍFICA

Es la cantidad de masa contenida por unidad de volumen. En el Sistema Internacional (SI) la densidad se mide en kg/m3,gr/cm3 o slug/ft3.

...(1)

Donde:ρ = densidad [=] M/L3

m = masa [=] M

V = volumen [=] L3

DENSIDAD RELATIVA:

Se define como la relación que existe entre la densidad absoluta de una sustancia y la de una sustancia de referencia. En el caso de los líquidos la sustancia de referencia es el agua a una temperatura de 4°C y una presión atmosférica (cercano a las condiciones estándar); tratándose de los gases, generalmente se adopta el aire o el hidrógeno a condiciones estándar.

Dr=γ sγ agua

=ρ sρagua

...(2)

MANÓMETRO:

Es un tubo en forma de U abierto por sus dos ramas (figura 1) en el cual se deposita uno o dos líquidos que se mantienen en equilibrio a la presión atmosférica P0. Con este instrumento, generalmente se miden presiones (manométricas), pero también puede utilizarse como instrumento para medir densidades relativas de líquidos no miscibles: kerosene y agua para este experimento. De acuerdo con la figura 1, considerando el sistema en equilibrio, la presión absoluta en el fondo del manómetro es la misma para sus dos ramas. Esto es:

Presión (rama izquierda) = Presión (rama derecha)

Figura 01: Tubo en U conteniendo kerosene (Ke) y agua (H2O)

Izquierda Derecha

P=PO+γH 2O (h3−h2 )… (3 ) P=PO+γ k (h1 )… (4 )

Igualando Ec: (3) y (4)

γ kγ agua

=h3−h2h1

ρkρagua

=h3−h2h1

=ρr …(5)

La fórmula anterior también la podemos expresar del siguiente modo:

h3−h2=ρ r .h1 …(6)

y=ax+b (Ec. Empiríca)

III. PARTE EXPERIMENTAL:

Equipo experimental y material:

- Un manómetro - Una regla milimetrada - Agua - Kerosene

Fig. 02: Equipo experimental

Procedimiento:

- Instale el equipo como se muestra en la figura 1

- Verifique que el manómetro de tubo en U se encuentre limpio.

- Deposite agua hasta la mitad de las ramas del manómetro

- Agregue primero 2 cm aproximadamente de kerosene por una de las

ramas del manómetro

- Mida h1, h2 y h3.

- Repita el paso anterior para otras cantidades similares de kerosene

agregados al manómetro.

- Anote sus medidas en la Tabla 01.

IV. DATOS EXPERIMENTALES:

Tabla 01: densidad relativa del kerosene.

N° h1(cm) h2(cm) h3(cm) ρi

1 4.5 10.6 14.4 0.844

2 5.5 11.5 16.3 0.873

3 6.2 12.4 17.7 0.855

4 6.9 12.9 18.8 0.855

5 8.1 14.1 20.9 0.840

6 10.6 13.8 22.8 0.850

Tabla 02: Sumatorias

V. RESULTADO Y ANÁLISIS:

Se sabe que:

φ = N∑X2 - (∑X)2

φ = 139.9

Hallando A: Hallando B:

A= (∑X2*∑Y - ∑(X*Y)*∑X)/φ B= (N∑(X*Y) - ∑X*∑Y)/φ

A= 0.838 B= 0.095

Hallando Sa: Hallando Sb:

Sa= Sy( ∑X2/φ)^1/2 Sb=Sy(N/φ)^1/2

Sa= 0.110 Sb=0.015Por lo tanto:

A= 0.838 ± 0.110

Σxi 41.8

Σx2i 314.5

Σyi 35.6

Σy2i 227.6

Σxiyi 267.6

φ 139.9

Sa 0.110

Sb 0.015

Sy 0.0734

B= 0.095 ± 0.015

De la ecuación empírica:

y=0.838x+0.095

Entonces:

ρr = 0.838 ± 0.110

Error absoluto:

Error relativo:

VI. MÉTODO GRÁFICO:

VII. CONCLUSIONES:

--

VIII. REFERENCIAS BILIOGRÁFICAS:

-