informe # 1 propiedades de los fluidos

7/24/2019 Informe # 1 Propiedades de Los Fluidos

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Propiedades de los FluidosMauricio Alvarez, Miguel Cera, Cristian Orozco, Yeins Valdez

Laboratorio de Mecanica de FluidosUniversidad Del Atlantico

Ingenieria Mecanica

Resumen

La gran mayora de objetos observados en la naturaleza poseen ciertas

caractersticas o propiedades que los acen di!erente o lo asemejan a los dem"s#

dicas propiedades pueden ser !sicas $su !orma% su movimiento etc&' y qumicas

$su composici(n% su estado% su temperatura% etc&'# )ntre las propiedades que nos

permiten di!erenciar un objeto de otro se encuentra la densidad y la masa% que

son propiedades generales de la materia&

La densidad se de*ne como una magnitudescalar que proviene de la relaci(n

entre la masa contenida en un determinado volumen de una sustancia% la cual es

una de las caractersticas m"s importantes de los +uidos# Por lo cual en la

e,periencia de laboratorio realizada se procedi( a calcular la magnitud de esta

propiedad en di!erentes tipos de +uidos a trav-s del uso del

densmetro$instrumento de medici(n que sirve para determinar la densidad

relativa de los lquidos sin necesidad de calcular antes su masa y volumen&.' y de

manera analtica&

Abstract

/e vast majority o! objects observed in nature possess certain caracteristics or

properties tat ma0e it di1erent or similar to oters# tese properties can be

pysical $its sape% motion etc&' and cemical $composition% condition%

temperature% etc&'# Among te properties tat allo2 us to distinguis one object

!rom anoter is te density and mass% 2ic are general properties o! matter&

Density is de*ned as a scalar tat is !rom te ratio o! te mass contained in a

given volume o! a substance% 2ic is one o! te most important caracteristics o!

te +uids# /ere!ore te e,perience on laboratory proceeded to calculate te

magnitude o! tis property in di1erent types o! +uids troug te use o! te

ydrometer $measurement instrument used to determine te relative density o!

liquids 2itout *rst calculating its mass and 3olumen&.' and analytically&

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http://es.wikipedia.org/wiki/Magnitudes_f%C3%ADsicashttp://es.wikipedia.org/wiki/Magnitudes_f%C3%ADsicas


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1. Objetivos

5omprender la naturaleza de los +uidos& Determinar propiedades de los +uidos de manera e,perimental& Identi*car relaci(n entre la densidad% volumen especi*co% peso espec*co o

gravedad espec*ca y densidad relativa& Utilizar el densmetro para comparar la lectura observada en este% con valores

te(ricos o e,perimentales& 5alcular valores de densidad% volumen especi*co% peso espec*co o gravedad

espec*ca y densidad relativa% usando las !ormulas dadas en la teora&

2. Equipos y/o Materiales

Densmetro Probeta $664 ml' 7eringas $68 ml' Mercurio )tilenglicol 9ustancia : Aceite 6/ Agua ;licerina Alcool

3. Temas Relacionados

Fluidos% volumen% volumen especi*co% peso% peso espec*co% densidad relativa&

. Marco Te!rico

.1. "luido

Un +uido es cualquier sustancia que no puede mantener una de!ormaci(n% es decir%

aquella materia que o!rece peque


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normal a la super*cie% ya que cualquier componente tangencial ejercera una !uerza

sobre -l y este respondera de!orm"ndose asta que desapareciera dica !uerza&

.2. #ensidad

La densidad de una sustancia se de*ne como la relaci(n entre la masa y el volumen

de un sistema en un estado&

= = Ecuacin (1 )

Las unidades de masa en son normalmente gramos o 0ilogramos $en el 9I' o

libras=masa $en el U959'& As% las unidades tpicas para el volumen espec*co en el 9I

podran ser3,

3

& )n unidades del U959% le elecci(n es normalmente m3.

.3. #ensidad Relativa

La densidad relativa de una sustancia se de*ne como la relaci(n entre la densidad de

un sistema y la densidad del agua a la temperatura dada y a una presi(n de . atm&

rel=

Ecuacin2

)s m"s !recuente encontrar las densidades relativas de los s(lidos y lquidos en libros

de manuales% que sus densidades& La densidad del agua a > ?5 est" cercana a

13

% .8883, o 62.4

m

3

% mientras que la del mercurio 13.63

%

13600 3,o

850

m

3

& 5abe resaltar que la densidad relativa es unidimensional&

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.. $olumen Espec%&co

)l volumen espec*co de una sustancia se de*ne como la relaci(n entre el volumen y

la masa de un sistema en un estado# As% pues es el inverso a la densidad&

v= = = Ecuacin (3)

Las unidades de masa en son normalmente gramos o 0ilogramos $en el 9I' o

libras=masa $en el U959'& As% las unidades tpicas para el volumen espec*co en el 9I

podran ser m,cm & )n unidades del U959% le elecci(n es normalmente .

.'. (eso Espec%&co

)l peso espec*co de una sustancia se de*ne como la relaci(n entre el peso y el

volumen de un sistema en un estado&

= = = =g Ecuacin (4 )

Donde m% es la masa del sistema y g es la gravedad&

Unidades del sistema Internacional3

% f3

Unidades sistema americano f % f3

.). #ens%metro

)l densmetro o Bidr(metro es un instrumento usado Para determinar la densidad yla concentraci(n de lquidos y disoluciones e,isten en la industria los are(metros ylos densmetros% que son unos +otadores de vidrio lastrados con perdigones de

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plomo en la parte in!erior& )n la parte superior% llevan una escala graduada y estagraduaci(n es di!erente segCn vaya a ser su uso&

Figura 1 - Densmetro1

9e llaman alco(metros a los densmetros destinados a medir riquezas

alco(licas por el valor de la densidad& Dan directamente el porcentaje de

alcool en volumen&

Los ole(metros sirven para medir densidades de aceites& 9u escala est"graduada de 48 a 8% correspondiendo a densidades desde 8%E8 a 8%G8

respectivamente& Los sacar(metrosest"n destinados a medir riquezas de las soluciones acuosas

de sacarosa& ),isten varias escalas& Por ejemplo ;rados Hri, que indican el .

en peso de sacarosa disuelta a la temperatura dada en el momento de la

medici(n& ;rados Hates% graduados para medidas americanas% dan la

concentraci(n en libras por barril $@6 galones'& Bay una !(rmula para pasar de

grados Hri, a Hates& Los salin(metros son utilizados para medir riquezas de soluciones acuosas de

cloruro s(dico& Los lact(metrosse utilizan para medir la densidad de la lece& La escala de los are(metrosHeaum-se basa en considerar el valor de .8 H- a

la densidad de una disoluci(n de Ja5. en agua al .8 y el valor de 8 H- al

agua destilada& ),isten unas !(rmulas de conversi(n de H- en densidades que

se citan m"s adelante&

/ambi-n ay densmetros electr(nicos que est"n compuestos por medios sensores%

un transductor di!erencial% un procesador electr(nico de se


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'. #ise*o E+perimental

Para el desarrollo de esta e,periencia se izo unos de los equipos y materiales

descritos anteriormente& )n este laboratorio se obtuvieron medidas de las

propiedades de los +uidos en nuestro caso se trat( de la densidad y otras

propiedades derivadas del valor de esta% cabe aclarar que se consigui( a trav-s de lamedici(n directa de la masa o de un volumen concreto de la sustancia a e,aminar o

con el uso de un densmetro&

)n el laboratorio se encontraron diversos tipos de densmetros% con di!erentes rangos

o escalas% los cuales permiten e,aminar gran cantidad de tipos de +uidos% como se

e,plic( anteriormente& )n la e,periencia se utilizaron densmetros para lquidos de

densidad superior o ligeramente in!erior a la del agua&

Los +uidos analizados en esta e,periencia !ueron Mercurio% )tilenglicol% 9ustancia :%

Aceite 6/% Agua% Alcool& Las densidades de estas sustancias !ueron consultadas

previamente para comparar con las medidas obtenidas# para obtenerlas se realiz( elsiguiente procedimiento

Figura 2 - ipos de Densmetros Figura ! - "eali#ando la medici$n

.& 9e toma una probeta de .88 o 648 ml y se lava per!ectamente&6& 9e elige un densmetro y se introduce con cuidado en la probeta&@& 9i se observa que al soltarlo se va acia el !ondo% se coge% se limpia y se seca y se

toma otro densmetro que mida densidades mayores& As asta dar con el

adecuado&>& Ka con el densmetro adecuado% se deja sobre la super*cie del lquido dando una

rotaci(n con los dedos de !orma que caiga girando&4& De esta !orma% cuando el densmetro se para% se puede medir en su escala sin que

se quede aderido a la pared de la probeta&

& Bacer la lectura de la escala&

9e debe tener en cuenta que la densidad vara con la temperatura% es por lo que una

vez se aya medido la densidad% se debe medir tambi-n la temperatura a la que se

a eco la medici(n&

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Figura % - &edici$n de masas

Por otro lado se realiz( la medida de las masas de un volumen establecido para cada

+uido% esta medici(n se realiz( para determinar de manera analtica los valores de

densidad% volumen especi*co% peso espec*co y corroborarlo con la teora&

). Mediciones

De la e,periencia se obtuvieron los siguientes resultados

Masa de la Probeta

Medida .$gr' Medida 6$gr' Medida @$gr' (romedio,-r@>&G @8&@ @8&> 3)'.2

9e realizaron @ medidas de masa de la probeta para obtener una medida m"s

acertada# cabe resaltar que se us( una misma probeta para la e,periencia&

/emperatura @8 ?5 "luido 1 Alcool

Masa,-r $olumen,ml

>@ 48 =

Para este caso% no se pudo realizar la medida de la densidad relativa porque no se

contaba con el densmetro adecuado para realizar esta medici(n&

"luido 2 Agua

Masa,-r $olumen,ml

>E& 48 .88

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0. Anlisis y discusi!n

De igual manera se realizaron los c"lculos para conocer ycomparar los valores de las

propiedades de los +uidos tales como densidad% volumen especi*co% peso espec*co%

densidad relativa# para lo cual se izo uso de las ecuaciones descritas anteriormente&

agua=1 3

g=9.82

5abe resaltar que la in!ormaci(n que se va a mostrar a continuaci(n corresponde a

o Densidad te(rica Densidad del +uido utilizado% esta es la que aparece en loste,tos guas&

o Densidad Medida )s la densidad medida con el densmetro&o Densidad 5alculada densidad que se obtuvo a trav-s del uso de las !ormas

descritas anteriormente&

Para el c"lculo del porcentaje de error se utiliz( la siguiente ecuaci(n

Error ( )=

100

Para la 9ustancia . Alcool

= =0.863

rel=

0.86

cm3

1 gr3

=0.86

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v=

0.86 gr

3

=1.1628gr

=0.000863

9.82

=0.00843

Densidad /e(rica Densidad Medida Densidad 5alculada )rror $'8&E = 8&E .8&6

Para este caso el c"lculo de error corresponde al valor de densidad encontrado en los

te,tos y el valor calculado en esta e,periencia&

Para la 9ustancia 6 Agua

= .

=0.9743

rel=

0.974

cm3

1 gr

3

=0.974

v=

0.974 gr

3

=1.0267gr

=0.00103

9.82

=0.00953

Densidad /e(rica Densidad Medida Densidad 5alculada )rror $'. .

8&8

Para la 9ustancia @ )tilenglicol

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= .

=0.93403

rel=

0.9340

cm3

1 gr

3

=0.9340

v=

0.9340 gr

3

=1.0707gr

=0.00093

9.82

=0.00913

Densidad /e(rica Densidad Medida Densidad 5alculada )rror $'.&.. .&.6

8&8&G

Para la 9ustancia > ;licerina

= . =1.27253

rel=

1.2725

cm3

1 gr

3

=1.2725

v=1.2725

gr3

=0.7859 gr

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=0.00133

9.82

=0.01253

Densidad /e(rica Densidad Medida Densidad 5alculada )rror $'

.& = .&664 .


te,tos y el valor calculado en esta e,periencia

Para la 9ustancia 4 Mercurio

= .

=27.43

rel=

27.4

cm3

1 gr

3

=27.4

v=

27.4 gr

3

=0.0365gr

=0.02743

9.82

=0.26853

Densidad /e(rica Densidad Medida Densidad 5alculada )rror $'.@&4@ =

6&=



Para la 9ustancia Aceite 6/

= .

=0.90333

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rel=

0.9033

cm3

1 gr

3

=0.9033

v=

0.9033 gr

3

=1.1071gr

=0.00093

9.82

=0.00893

Densidad /e(rica Densidad Medida Densidad 5alculada )rror $'

8& = 8& .&



Para la 9ustancia 9ustancia :

= .

=1.35203

rel=

1.3520

cm3

1 gr

3

=1.3520

v=

1.3520 gr

3

=0.7396gr

=0.00143

9.82

=0.01323

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Densidad /e(rica Densidad Medida Densidad 5alculada )rror $'= =

.&=

Los resultados de la e,periencia !ueron !avorables% se obtuvieron datos muy cercanos

con la in!ormaci(n que se encuentra en los te,tos% por lo cual se izo el c"lculo deerror para mostrar el porcentaje de di!erencia entre estos datos% es importante tener

en cuenta que el error en esta e,periencia es aceptable dentro de los par"metros de

este laboratorio introductorio# teniendo en cuenta que solo se pudo realizar dos

medias con el densmetro como se muestra anteriormente&

Por otro lado% las medidas realizadas en la balanza est"n e,puestas a error por lo

cual este a!ecta directamente los c"lculos realizados en esta e,periencia y Debido a

que las dem"s propiedades analizadas son derivadas de la densidad% es razonable

que los c"lculos ecos con anterioridad tambi-n poseen un margen de error

peque


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