Informe de Física. Densidad de los fluidos

LABORATORIO MECANICA DE FLUIDOS [pic 1]

INGENIERIA AMBIENTAL

Densidad de los fluidos

Jeyer Iguarán Gómez 1, Valeria Gonzáles 2, Meraris Marchena3.  

1,2,3, Estudiante de Ingeniería Ambiental. Universidad de La Guajira, Km 5 vía Maicao, Riohacha, Colombia. Email: jalfonsoiguaran@uniguajira.edu.co, gvaleria@uniguajira.edu.co, mbmarchena@uniguajira.edu.co

Resumen

El actual informe de laboratorio presenta el desarrollo de la práctica de densidad con objetivo de analizar las propiedades de ciertos fluidos mediante diferentes métodos, como: experimentos realizados en casa, método del picnómetro, método del Beaker, laboratorio virtual con simulador y método del vaso metálico o Eureka; En cada proceso, se tomaron datos específicos como masa y volumen para hallar las densidades de los fluidos. Seguidamente, se concluyó con la observación, realización de gráficas y análisis de resultados, que los fluidos poseen características propias que los diferencian de otros, y su densidad depende de la consistencia (ligerez o pesadez) y de la temperatura a la que se expongan.

Basados en los mecanismos empleados, en la actividad 1 la densidad más alta fue la del agua de sal a temperatura ambiente con un valor de 7,51km/m3; en la actividad 2 con el simulador la densidad más alta fue la miel a una profundidad de 250m con un valor de 356900,68kg/m3  y en la actividad 3 de datos reales, se emplearon tres métodos, siendo la densidad más alta la de la miel con el método del picnómetro, arrojando un valor de 1.4kg/m3; Ya con los datos obtenidos se halló el margen de error de acuerdo a las condiciones y a las referencias teóricas.

1. Introducción

El desarrollo de los primeros estudios acerca de la densidad se debe al científico Arquímedes, quien afirma que “un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido en reposo, experimenta un empuje vertical hacia arriba igual al peso del fluido desalojado” de modo que el empuje dependerá de la densidad del fluido, del volumen del cuerpo y de la gravedad existente en ese lugar. Su curiosidad por saber de qué estaban hechas las sustancias lo llevó a idear la teoría de este método conocido como Eureka, para la determinación de densidades; Años más tarde surgen mediciones más precisas para densidad de sólidos, líquidos y gases con la creación del primer picnómetro de vidrio de volumen conocido, el cual se llena y se pesa con una solución de medición, calculando la densidad a partir de la masa y del volumen de la sustancia.

Con los avances científicos y el desarrollo de nuevas herramientas, se inventa el hidrómetro con escalas aún más precisas, los cuales se sumergen en distintas profundidades en función de la densidad del líquido. Posteriormente se presenta el primer medidor digital a mano de alta gama, que detecta la influencia de burbujas de aire o partículas erróneas y compensan las influencias provocadas por los cambios de temperatura o viscosidad de las muestras.

Dicho lo anterior, se procede a comprobar a través de la experimentación, el concepto de densidad definida como la masa por unidad de volumen de cualquier sustancia, empleando diferentes métodos como el del picnómetro, el método del Beaker y pruebas caseras, teniendo en cuenta que el objetivo principal de este laboratorio es analizar las propiedades de ciertos fluidos, comparar y analizar sus comportamientos.

1. Materiales y métodos

1. Materiales

Tabla 1. Materiales empleados en el experimento en casa para hallar densidad.

1. Procedimiento

En el experimento en casa calculamos las densidades de diferentes fluidos como lo son el agua de mar y el agua de grifo a diferentes temperaturas (ambiente, caliente y frio), la densidad del aceite y del alcohol. Para obtener esto se utilizó la fórmula: , Donde la , la m= es masa y la v= es volumen. Ya obtenido el valor de las densidades procedimos a calcular el margen de error con respecto la densidad real de los diferentes líquidos con los que se trabajó anteriormente.[pic 11][pic 12]

1. Experimento 1

En el primer paso del experimento 1, lo que se hizo fue obtener la masa del recipiente vacío y el recipiente con el líquido (agua de sal y agua de llave), restamos las 2 masas y obtenemos el valor con el que se va a trabajar. El volumen se obtuvo del recipiente, en nuestro caso trabajamos con un vaso desechable, el cual nos dio el volumen; ya después de tener estos dos valores precedemos a aplicar la formula d= m/v. Para este punto del experimento en casa, se realizó con el agua de llave y de mar en las 3 temperaturas, ambiente, caliente y fría. En caso dado que los valores den diferente a Kg/m3, se realiza la conversión correspondiente para que nos dé en las unidades requeridas.

1. Experimento 2

En el experimento 2, lo que se hizo fue obtener la masa del recipiente vacío y el recipiente con el líquido (aceite), restamos las 2 masas y obtenemos el valor con el que se va a trabajar. El volumen se obtuvo del recipiente, como se mencionó anteriormente. Con los avalores se aplica la formula d=m/v. Después de haber realizamos este paso, lo que hacemos es comparar las densidades del agua de llave a temperatura ambiente y la densidad del aceite, y combinamos estos líquidos.  En caso dado que los valores den diferente a Kg/m3, se realiza la conversión correspondiente para que nos dé en las unidades requeridas.

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