Determinar la densidad de diversas sustancias. Relacionar la variación de la densidad con la temperatura

Objetivos

Determinar la densidad de diversas sustancias.

Relacionar la variación de la densidad con la temperatura.

Introducción

Supongamos que tenemos dos pedazos de metal; ambos se presentan igualmente duros y brillantes en nuestras manos. Sin embargo, ¿son el mismo metal? Pesando los dos pedazos de metal no descubriremos las diferencias; los dos objetos pueden estar hechos de materiales diferentes y sin embargo tener la misma masa. Pensemos, por ejemplo, en dos juegos de pesas usados en una balanza uno formado por cilindros de cobre y el otro por cilindros de hierro, y cada pesa de un juego con igual masa a la correspondiente en el otro. Por otro lado, dos objetos pueden tener masas diferentes y estar hechos del mismo material. Por ejemplo, dos martillos hechos de hierro, pero el uno más pesado que el otro; la masa es una propiedad del objeto y no de la sustancia de que esta hecho el objeto.

Cuando queremos averiguar si dos objetos están construidos por la misma sustancia o por otra diferente, debemos buscar las propiedades intensivas, es decir, que no dependan de la cantidad de la sustancia con la que experimentamos.

Si cortamos un trozo de una varilla de aluminio en fragmentos que tengan igual volumen, por ejemplo,encontraremos que todos tienen la misma masa cuando los pesamos en la balanza, no importa de qué parte de la varilla tomemos las muestras. ¿Qué pasaría si tomamos muchas muestras de  de un litro de agua? Encontraremos que cada centímetro cubico de agua tiene la misma masa. Sin embargo la masa de de agua es diferente a la masa de  de la varilla de aluminio. Esto quiere decir, que la masa de un volumen determinado de material es la misma para todos los volúmenes iguales de esa sustancia, pero difiere generalmente cuando se trata de sustancias diferentes, sin importar el volumen determinado que hayamos utilizado. La masa de un volumen dado es, por lo tanto una propiedad característica de cada material y nos sirve para diferenciarlo entre las diversas sustancias. Llamaremos a la masa de una unidad de volumen de material “densidad” del material.[pic 1][pic 2][pic 3][pic 4]

¿La densidad de una sustancia es siempre la misma? Sabemos, por supuesto que la mayoría de las sustancias se dilatan al calentase, pero su masa permanece inalterada. Por lo tanto la densidad depende de la temperatura, haciéndose menor cuando el material se dilata y aumenta su volumen. Sin embargo, la dilatación es muy pequeña entre los sólidos y los líquidos y tiene poco efecto sobre la densidad. La situación es bastante diferente cuando se trata de gases, que muestran una gran expansión (dilatación) térmica. Aun mas encontramos que es muy difícil comprimir sólidos y líquidos, pero podemos fácilmente comprimir un gas, tal como ocurre al inflar un neumático. Por lo tanto siempre que midamos la densidad de un gas tenemos que precisar la temperatura y presión a que se toma la medida. (Education Development Center, 1967)

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