Laboratorio de fisica calor y ondas. Densidad de sólidos y líquidos

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                         UNIVERSIDAD DE LA COSTA

                                DEPARTAMENTO DE CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS

                                                    LABORATORIO DE FISICA CALOR Y ONDAS

                                                        DENSIDAD DE SOLIDOS Y LIQUIDOS

Jiménez Geiler, Ordoñez Yurlaine, Saltarín Edgardo, Soto Andrés, Pérez Kevin, Pacheco Sebastian.

                                                                  Fecha de realización: 05/08/2023

Grupo: Virtual- 63142

Programa: Física calor y ondas

Profesor: Edgar Peduzine Orozco

Barranquilla – Colombia

RESUMEN

La densidad de sólidos y líquidos es una propiedad física importante que relaciona la masa y el volumen de una sustancia. En este informe, se estudió cómo calcular la densidad de diferentes materiales y se analizó su relevancia en diversos campos. El fundamento teórico explicó cómo la densidad se define como la masa dividida por el volumen y se utilizó la unidad de medida kg/m³ en el Sistema Internacional (SI). Los experimentos se llevaron a cabo utilizando materiales como cubos, esferas y cilindros, así como líquidos en un cilindro graduado. Los resultados mostraron que distintos materiales tienen diferentes densidades, y se concluyó que la densidad es una propiedad que permite caracterizar y distinguir las sustancias. Además, se exploraron aplicaciones prácticas de la densidad en diversas industrias y se presentaron recomendaciones para futuras investigaciones. La densidad es una herramienta útil para comprender la naturaleza de la materia y su comportamiento en diversas situaciones.

Palabras claves: densidad, solidos, líquidos, masa, volumen.

ABSTRACT

The density of solids and liquids is an important physical property that relates the mass and volume of a substance. In this report, we studied how to calculate the density of different materials and discussed its relevance in various fields. The theoretical foundation explained how density is defined as the mass divided by the volume and the unit of measurement kg/m³ was used in the International System (SI). The experiments were carried out using materials such as cubes, spheres, and cylinders, as well as liquids in a graduated cylinder. The results showed that different materials have different densities, and it was concluded that density is a property that allows characterizing and distinguishing substances. In addition, practical applications of density in various industries were explored and recommendations for future research were presented. Density is a useful tool for understanding the nature of matter and its behavior in various situations.

Key words: density, solid, liquid, mass, volume.

1. INTRODUCCIÓN

En esta guía sobre la densidad de sólidos y líquidos proporcionará una comprensión profunda de esta propiedad esencial de la materia, que es fundamental para el desarrollo de la ciencia y la tecnología, así como para la resolución de problemas en el mundo cotidiano. Además, se resaltarán las implicaciones prácticas de la densidad y su importancia en diversas aplicaciones industriales y científicas.

𝜌 = 𝑚

     ---    

    𝑉

Donde 𝜌 (letra griega rho) es la letra usada para designar la densidad del cuerpo, 𝑚 es la masa y 𝑉 es el volumen, la unidad en el sistema internacional es 𝑘𝑔/𝑚3. También se usa mucho la unidad cgs, 𝑔/𝑐𝑚3. La equivalencia entre estas unidades es: 1 g/cm3= 1000 kg/m3

1. MARCO TEÓRICO

El marco teórico de la densidad de sólidos y líquidos se basa en conceptos fundamentales de la física y la química. La densidad es una propiedad física que relaciona la masa de una sustancia con su volumen. Se expresa como la cantidad de masa contenida en un determinado volumen y se calcula mediante la fórmula:

Densidad (ρ) = Masa (m) / Volumen (V)

Donde:

• La densidad (ρ) se mide en unidades de masa por unidad de volumen, como gramos por centímetro cúbico (g/cm³) o kilogramos por metro cúbico (kg/m³).
•  La masa (m) se mide en unidades de masa, como gramos (g) o kilogramos (kg).
• El volumen (V) se mide en unidades de volumen, como centímetros cúbicos (cm³) o metros cúbicos (m³).

A continuación, se describen algunos aspectos clave del marco teórico para la densidad de sólidos y líquidos:

Densidad de sólidos:

1. Estructura cristalina: Los sólidos pueden tener estructuras cristalinas o amorfas. En los cristalinos, los átomos o moléculas están dispuestos en patrones repetitivos y ordenados, lo que afecta su densidad.
2. Empaquetamiento: La densidad de un sólido también se ve afectada por cómo sus partículas se empaquetan entre sí. Por ejemplo, en un sólido cúbico, las partículas llenan el espacio de manera más eficiente que en una estructura amorfa.
3.  Temperatura y presión: La densidad de algunos sólidos puede variar con la temperatura y la presión.

Densidad de líquidos:

1. Ecuación de estado: Los líquidos también se ven afectados por la temperatura y la presión. La densidad de un líquido cambia con los cambios en estas variables y se puede describir mediante ecuaciones de estado.
2. Incompresibilidad: Los líquidos generalmente se consideran incompresibles, lo que significa que su densidad no cambia significativamente con cambios de presión en rangos de presión moderados.
3. Relación con la temperatura: Para algunos líquidos, la densidad disminuye con el aumento de la temperatura debido a la expansión térmica.

Aplicaciones:

• La densidad es una propiedad importante en diversas áreas, como la industria, la geología, la química, la ingeniería, entre otras.
• Se utiliza para identificar sustancias desconocidas, ya que diferentes materiales tienen densidades características.
• En la industria, se utiliza para el control de calidad y la medición de concentraciones en soluciones.
• También se aplica en la determinación de la flotabilidad de objetos, como barcos y submarinos.

Es importante destacar que, en general, la densidad de sólidos suele ser mayor que la de líquidos, ya que las partículas en los sólidos están más cercanas entre sí y, por lo tanto, ocupan un volumen menor en relación con su masa. Además, la densidad de un material puede cambiar con la temperatura y la presión, y algunos materiales pueden tener densidades anómalas, como el agua, que alcanza su densidad máxima a 4°C, siendo menos densa tanto a temperaturas más bajas como más altas.

1. DISEÑO EXPERIEMENTAL

Contar con conexión a internet, disponer de software, simuladores, y un equipo que te permita realizar dichas actividades, también en este tipo de actividades es importante el trabajo colaborativo.

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