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DETERMINACIÒN DE LA DENSIDAD DE LOS SOLIDOS.

Gisell Andrea Armero Camayo Brahián Esnaiderman Casso Musicue Javier Camilo Narváez Alegría Natalia Yépez Ortiz

Universidad del cauca Facultad de Ciencias Agrarias Ingeniería agroindustrial

Santander de quilichao 5 de noviembre de 2016

DETERMINACIÒN DE LA DENSIAD DE LOS SOLIDOS.

Gisell Andrea Armero Camayo Brahián Esnaiderman Casso Musicue Javier Camilo Narváez Alegría Natalia Yépez Ortiz

Física Fluidos Julián Libardo Alvares

Universidad del cauca Facultad de Ciencias Agrarias Ingeniería agroindustrial

Santander de quilichao 5 de noviembre de 2016

Tabla de contenido 1. Introducción 2. Objetivos 3. Marco teórico 4. Materiales 5. Procedimiento 6. Resultados 6.1 Tablas de datos obtenidos y procesados 6.2 Solución a preguntas de la guía 6.3 Análisis de resultados y errores 7. Conclusiones 8. Bibliografía.

Introducción

La densidad es una propiedad general de todas las sustancias, no obstante su valor es específico para cada sustancia, lo cual permite identificarla o diferenciarla de otras, a continuación se realizara un análisis, a los datos obtenidos en la práctica los cuales ayudaran a determinar cuál es el método más efectivo a la hora de hallar o calcular una densidad de un sólido, observando el porcentaje de error para cada toma de muestras, para lo cual encontraremos una serie de tablas, donde se realizó un mismo procedimiento 5 veces para hallar un valor más exacto, y disminuir el margen de error, acompañad de su respectivo análisis, observando en que momentos hay mayor exactitud para el muestreo. Objetivos



Determinar experimentalmente la densidad de diferentes sólidos con la utilización de tres métodos: geométrico, por probeta y por el principio de Arquímedes.



Discutir, a partir de los resultados experimentales, cuál de los métodos es el más exacto para medir la densidad de sólidos.



Analizar si la densidad se puede utilizar como criterio para establecer la pureza de un sólido.

Marco teórico

Solidos: Es un cuerpo que a diferencia de los líquidos y los gases, presenta forma propia y opone resistencia a ser dividido, Una de las propiedades de los sólidos, así como de los líquidos e incluso de los gases es la medida del grado de compactación de un material. DENSIDAD: Es una medida de cuanto material se encuentra comprimido en un espacio determinado, es la cantidad de masa por unidad de volumen.

Materiales 1. Balanza analítica

2. Probeta

3. Vaso de precipitados

4. Pie de rey

5. 3 solidos problema

6. Hilo delgado

Procedimientos

4.1. Determinación de la Densidad por el MÉTODO GEOMÉTRICO 

Instale la balanza a nivel utilizando para ello el nivel de burbuja ubicado en la parte posterior; enciéndala y una vez auto-calibrada, tárela.



Determine la masa de cada uno de los sólidos problema. Tabule en la tabla 1.



De acuerdo con la forma del objeto (cilindro, esfera, cubo, paralelepípedo….) tome con el pie de rey las medidas que correspondan, 5 veces para cada objeto, con el fin de determinar su volumen. Tabule en la tabla 1.



Calcule la densidad del objeto con los datos obtenidos.

4.2. Determinación de la Densidad por el MÉTODO DE LA PROBETA 

Determine la masa de cada uno de los sólidos problema. Tabule en la tabla 2.



Tome la probeta de 100 ml, adicione un volumen exacto (Vo) de agua, Sumerja un sólido completamente y lea cuidadosamente el volumen final indicado en la probeta (Vf). Tabule en la tabla 2.



Utilice la ecuación 1 para calcular la densidad del sólido, donde el volumen desplazado es



𝑽 = 𝑽𝒇 − 𝑽𝒐 Tabule todos los datos y resultados obtenidos



Repita los pasos anteriores para cada uno de los sólidos problema.

4.3 Determinación de la Densidad por el MÉTODO DE ARQUÍMEDES (medida directa del Empuje) 

Determine la masa de cada uno de los sólidos problema. Tabule en la tabla 3.



Ponga suficiente agua en el vaso de precipitado como para sumergir completamente el sólido problema, sin que se derrame el agua. Coloque el vaso sobre la balanza y tárela.



Con ayuda de un hilo delgado y un soporte, sostenga el sólido sumergido en el agua del vaso. Tenga cuidado que el objeto no toque superficie alguna del vaso.



Tome el peso que registra la balanza, es decir el empuje E. Tabule.



Repita los pasos anteriores para cada uno de los sólidos problema.

Resultados Toma de Datos Muestreo Por 5

En la siguiente tabla se muestran la altura de los tres solidos medida 5 veces, para determinar un promedio que ayude a que el margen de error disminuya, estos datos están dados en Mm, los cuales será convertidos a M para poder realizar el resto del ejercicio.

Altura en Mm toma aleatoria

Solido 1 1 2 3 4 5

Solido 2

32,85 32,85 32,85 32,85 32,85 32,85

Promedio Mm

Solido 3

21,55 23,6 21,6 22,45 21,6 22,16

26,85 26,8 26,75 26,85 26,8 26,81

Conversión de Mm a M de la altura

1) 32,85 𝑚𝑙 ∗ 2) 22,16 𝑚𝑙 ∗ 3) 26,81𝑚𝑙 ∗

1 𝑐𝑚

∗

10 𝑚𝑙 1 𝑐𝑚 10 𝑚𝑙 1 𝑐𝑚 10 𝑚𝑙

∗ ∗

1𝑚 100 𝑐𝑚 1𝑚 100 𝑐𝑚 1𝑚 100 𝑐𝑚

= 0,03285 𝑚 = 0,02216 𝑚 = 0,02681 𝑚

Radio en Mm Solido 1 Solido 2 Solido 3 6,34 6,31

6,29

Conversión de Mm a M del radio.

1) 6,34 𝑚𝑙 ∗ 2) 6,31 𝑚𝑙 ∗ 3) 6,29 𝑚𝑙 ∗

1 𝑐𝑚 10 𝑚𝑙 1 𝑐𝑚 10 𝑚𝑙 1 𝑐𝑚 10 𝑚𝑙

∗ ∗ ∗

1𝑚 100 𝑐𝑚 1𝑚 100 𝑐𝑚 1𝑚 100 𝑐𝑚

= 0,00634 𝑚 = 0,00631𝑚 = 0,0629𝑚

Determinación del volumen

𝑣 = 𝜋 𝑟2ℎ 1) 𝑣 = 3,1416 (0,00634 𝑚)2 0,03285 𝑚 = 4,148 ∗ 10−6 𝑚3

2) 𝑣 = 3,1416 (0,00631 𝑚)2 0,02216 𝑚 = 2,772 ∗ 10−6 𝑚3 3) 𝑣 = 3,1416 (0,00629 𝑚)2 0,02681 𝑚 = 3,332 ∗ 10−6 𝑚3 Volumen en 𝑚3

a 𝑐𝑚3

1)

4,148 ∗ 10−6 𝑚3 ∗

2)

2,772 ∗ 10−6 𝑚3 ∗

3)

3,332 ∗ 10−6 𝑚3 ∗

(100 𝑐𝑚)3 (1 𝑚)3 (100 𝑐𝑚)3 (1 𝑚)3 (100 𝑐𝑚)3 (1 𝑚)3

= 4,148 𝑐𝑚3 = 2,772𝑐𝑚3 = 3,332𝑐𝑚3

Masa de los sólidos de gr a Kg.

1) 34,07 𝑔𝑟 ∗ 2) 32,85𝑔𝑟 ∗ 3) 28,92 𝑔𝑟 ∗

Densidad 𝛿 =

1) 𝛿 = 2) 𝛿 = 3) 𝛿 =

1 𝑘𝑔 1000 𝑔𝑟 1 𝑘𝑔 1000 𝑔𝑟 1 𝑘𝑔 1000 𝑔𝑟

= 0,03407 𝑘𝑔 = 0,03285 𝑘𝑔 = 0,02892 𝑘𝑔

𝑀 (𝐾𝑔) 𝑉 (𝑐𝑚)3

0,03407 𝐾𝑔 4,148 𝑐𝑚3 0,03285 𝐾𝑔 2,772 0,02892 𝐾𝑔 3,332 𝑐𝑚3

= 8,213 ∗ 10−3 = 11,85 ∗ 10−3 = 8,679 ∗ 10−3

Solido problema

1 2 3

Tabla 1 Método geométrico Dimensiones Mida las dimensiones del objeto según corresponda

Masa (kg)

Radio (Mm) 6.34 6,31 6,29

0,03407 0,03285 0,02892

Alto (Mm) 32,85 22,16 26,81

Diametro (Mm) 12,86 12,61 12,57

Volumen (𝑚3 )

Densidad (Kg/𝑐𝑚3 )

4,148 2,772 3,332

8,213 ∗ 10−3 11,85 ∗ 10−3 8,679 ∗ 10−3

Tabla 2 Método de la probeta Sòlido problema

Masa (kg)

1 2 3

0,03407 0,03285 0,02892

Volumen inicial (ml) 95 95 95

Volume final (ml)

Volumen total (𝑚3 )

Densidad (Kg/𝑐𝑚3 )

99 98 97

4 ∗ 10−6 3 ∗ 10−6 2 ∗ 10−6

8,51 ∗ 10−3 10,95 ∗ 10−3 14,96 ∗ 10−3

Tabla 3 Método de Arquimedes

Sòlido problema

Masa (Kg)

Empuje (N)

Densidad (Kg/𝑐𝑚3 )

1 2 3

0,03407 0,03285 0,02892

40,572 32,83 26,558

8,51 ∗ 10−3 10,95 ∗ 10−3 14,96 ∗ 10−3

2. ¿cuál de los tres métodos ha resultado más preciso en este caso? Justifique El método más efectivo es el de la probeta, debido a que se sumerge el sólido 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 sólido corresponde a la diferencia: V = V = Vf - Vo

3. Un objeto completamente sumergido siempre desplaza un volumen de líquido igual a su propio volumen. Es decir el volumen del cuerpo es igual al volumen del líquido desalojado. El que un objeto flote o se hunda en un líquido depende de cómo es la fuerza de flotación comparada con el peso del objeto. El principio de Arquímedes afirma que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical hacia arriba igual al peso del fluido desalojado. Depende de la forma del cuerpo incluyendo el aire contenido en su interior por eso los barcos de acero flotan. 4. Si se puede trabajar con mercurio, solo se debe de tener en cuenta la densidad del mismo.

Conclusiones



Se logró determinar experimentalmente las densidades de 3 diferentes sólidos con la utilización de los

tres métodos: (geométrico, por probeta y por el principio de

Arquímedes), observando así la variación de las densidades en cada método respectivamente. 

Establecemos que el método que menos porcentaje de error puede tener es el método de la probeta, debido a que podemos encontrar más datos con mayor exactitud y al realizar los cálculos presentan un porcentaje de error menor.



Al realizar la practica podemos encontrar una variación en los tres métodos, esto debido a que el momentos de realizar el muestreo se puede encontrar fallas en el método, donde al ser un grupo de 4 personas y todos participar en el muestreo observamos que cada uno procede de diferente manera y esto genera la variación en los resultados.