lab 9 densidad de sólidos
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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE INGENIERA EN GEOLOGA, MINAS, PETRLEOS Y
AMBIENTAL
ESCUELA DE PETRLEOS
INFORME DE LABORATORIO N 8
NOMBRE: Quezada Espinosa David Andrs. FECHA: 2014_07_23
PROFESOR: Dr. Bolvar Enrquez. CURSO: Cuarto
1. Tema: Densidad de slidos
2. Objetivos:
2.1. Objetivo General
Conocer los parmetros que intervienen en la densidad de los slidos.
2.2. Objetivos Especficos
Calcular la densidad de algunos slidos aplicando el principio de
Arqumedes.
Identificar los slidos utilizados en la experiencia por medio de las
densidades calculadas y comparar con algunos valores tericos.
3. Marco Terico
Propiedades extensivas e intensivas
Las propiedades fsicas de las sustancias pueden ser clasificadas como
propiedades extensivas e intensivas. Las propiedades extensivas dependen de la
cantidad de muestra examinada. El volumen y la masa de una muestra son
propiedades extensivas debido a que son directamente proporcionales a la cantidad
de materia.
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Las propiedades intensivas no dependen de la cantidad de material examinado. El
color y el punto de fusin de una sustancia, por ejemplo, son las mismas para una
muestra pequea o para una muestra grande.
Puesto que dos sustancias no tienen propiedades fsicas y qumicas idnticas a las
mismas condiciones, es posible utilizar las propiedades para identificar y distinguir
entre sustancias diferentes.
Densidad
La densidad es una propiedad general de todas las sustancias. No obstante su valor
es especfico para cada sustancia, lo cual permite identificarla o diferenciarla de
otras.
La densidad es una propiedad intensiva y su valor depende de la temperatura y de
la presin. Se define como la masa de una sustancia presente en la unidad de
volumen:
=
= , = , =
Se acostumbra a expresar la densidad de los lquidos y slidos en g/mL o g/cm3 y
la densidad de los gases en g/L.
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Gravedad especfica
La gravedad especfica de una sustancia se define como la relacin entre la
densidad de una sustancia y la densidad del agua, medida esta ltima a 4 C. Por
ejemplo: la densidad del mercurio es 13.6 g/mL y la densidad del agua es 1.00
g/mL. La gravedad especfica del mercurio ser:
gr. esp. =
La gravedad especfica no tiene unidades, sirve para denotar cuntas veces es
ms pesada o ms densa una sustancia con respecto al agua.
Densidad aparente
La Densidad Aparente de un material o un cuerpo es la relacin entre el volumen y
el peso seco, incluyendo huecos y poros que contenga, aparentes o no. Esta
definicin se emplea tanto en Geologa como en la Teora de los Materiales.
Los factores que afectan a la densidad aparente son la composicin y la estructura.
Por ejemplo, suelos arenosos tienden a tener densidades mayores que suelos ms
finos, al mismo tiempo en suelos bien estructurados los valores son menores.
La densidad aparente del suelo es un buen indicador de importantes caractersticas
del suelo, tales como porosidad, grado de aireacin y capacidad de drenaje.
En un tipo de suelo los valores bajos de densidad aparente implican suelos porosos,
bien aireados y con buen drenaje.
Por otro lado, si los valores son altos, quiere decir que el suelo es compacto o poco
poroso, que tiene poca porosidad en su composicin, que la infiltracin del agua es
lenta, lo cual puede provocar anegamientos.
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Principio de Arqumedes
La determinacin de la densidad de slidos por el principio de Arqumedes
consiste en determinar el empuje (E), el cual se halla realizando la diferencia entre
el peso del slido en el aire (ws) y el peso aparente del slido sumergido en el
lquido (wa). El volumen del lquido desalojado corresponde al volumen del slido
sumergido.
E = wdes = ws - wa = VdL
Donde wdes es el peso de lquido desalojado, V el volumen del slido y dL la
densidad del lquido.
Para la determinacin de la densidad pueden emplearse instrumentos basados en
el principio de Arqumedes como la balanza de Westphal y los aermetros.
Determinacin de la densidad por el mtodo de la probeta
El slido se sumerge con cuidado y completamente en una probeta que contiene
un volumen exacto de agua (Vo). Luego se lee cuidadosamente el volumen final
(Vf). El volumen del slido corresponde a la diferencia:
V = V = Vf - Vo
Con los datos obtenidos se puede determinar la densidad.
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4. Montaje del equipo.
4.1. Diagrama del experimento
5. Procedimiento
Pesamos individualmente cada uno de los materiales de densidad
desconocida.
Almacenar agua en el vaso de precipitacin.
4.2. Materiales.
1. Probeta grande
2. Probeta pequea
3. Roca
4. Cilindro metlico
5. Embudo de vidrio
6. Arandela
7. Vaso de precipitacin
8. Balanza
1
6
1
5
1
4
1
3
2
7
1 8
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Agregamos una cantidad exacta en la probeta grande, en donde
sumergiremos los materiales grandes y hacemos lo mismo en la probeta
pequea.
Escogemos un material cualquiera tomando en consideracin su tamao
y lo sumergimos en la probeta.
Realizamos la lectura del nuevo volumen en la probeta y hacemos una
diferencia entre el volumen final e inicial, obteniendo as el volumen del
cuerpo sumergido.
Realizamos el mismo proceso para todos los materiales.
6. Datos experimentales
CUERPO SLIDO
MASA DEL CUERPO (g)
VOLUMEN INICIAL (mL)
VOLUMEN FINAL (mL)
VOLUMEN DEL SLIDO (mL)
Roca 43,804 150 168 18
Cilindro de metal 24,636 35 38 3
Arandela 7,391 30 31 1
Embudo 6,051 20 22 2
7. Clculos
Roca
= 0
= 168 150
= 18
=
=43.804
18
= 2.433556
Cilindro de metal
= 0
= 38 35
= 3
=
=24.636
3
= 8.212
-
Arandela
= 0
= 31 30
= 1
=
=7.391
1
= 7.391
Porcentaje de error:
Embudo
= 0
= 22 20
= 2
=
=6.051
2
= 3.0255
DENSIDADES TERICAS
CUERPO SLIDO
DENSIDAD TERICO (g/mL)
Pmez 2,35
Hierro 7,9
Acero 7,8
Vidrio 3
() = 2.35
() = 2.4335
=() ()
() 100%
-
=2.35
2.4335
2.35
100%
= 3.55%
8. Tabla de resultados
CUERPO SLIDO
MATERIAL DEL SLIDO
DENSIDAD REAL (g/mL)
DENSIDAD TERICA (g/mL)
PORCENTAJE DE ERROR (%)
Roca Pmez 2,4335 2,3500 3,5532
Cilindro de metal Hierro 8,2120 7,9000 3,9493
Arandela Acero 7,3910 7,8000 5,2436
Embudo Vidrio 3,0255 3,0000 0,8522
9. Conclusiones.
Al sumergir un cuerpo en un fluido, el volumen de fluido desplazado es igual
al volumen del dicho cuerpo.
La densidad es la relacin de la cantidad de masa que se encuentra en cierto
volumen, entonces, en nuestra prctica para que la masa de piedra pmez
sea igual a la masa del cilindro de hierro debe haber un mayor volumen de
piedra, debido a la diferencia de densidad.
Se determin que la roca tiene una densidad semejante a la de piedra pmez,
el cilindro metlico se asemeja al hierro, el material de la arandela
corresponde al acero y el material del embudo empata con vidrio.
10. Recomendaciones.
Que se revise el estado de los instrumentos de medicin.
Llevar a cabo cada medicin con suma precisin para evitar errores en los
clculos.
Que se aforen correctamente las probetas para medir con el menor
porcentaje de error el volumen de fluido desplazado.
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11. Bibliografa.
BOLIVAR E, Gua de laboratorio Fisicoqumica. Universidad Central del
Ecuador, Facultad de Ingeniera en Geologa, Minas, Petrleos y Ambiental,
Quito Ecuador.
http://docencia.udea.edu.co/cen/tecnicaslabquimico/02practicas/practica02.
htm
http://www.monografias.com/trabajos33/viscosidad/viscosidad.shtml
http://es.wikipedia.org/wiki/Densidad