Medir Densidades Con El Principio De Arquimides

2. Principio de Arquímedes. Principales métodos experimentales para determinar la densidad

El principio de Arquímedes es un principio físico que afirma que: «Un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido en reposo, recibe un empuje de abajo hacia arriba igual al peso del volumen del fluido que desaloja». Esta fuerza recibe el nombre de empuje hidrostático o de Arquímedes, y se mide en newtons (en el SIU).

Determinación de la densidad:

Si sumergimos un mismo cuerpo sucesivamente en dos fluidos distintos de densidades ρ1 y ρ2, los empujes que experimenta se encuentran en la misma relación que las densidades de los líquidos, esto es:

De modo que, si conocemos ρ1, podemos determinar la densidad ρ2 del otro líquido.

Balanza de Mohr-Westphal: Esta balanza de brazos desiguales se utiliza para la determinación de densidades de líquidos más o menos densos que el agua.

Cuando el inmersor está colgado en el aire, su peso queda equilibrado por el contrapeso (la balanza está equilibrada). Si se sumerge el inmersor en un líquido, el empuje hidrostático desequilibra la balanza, de tal forma que, si queremos reestablecer el equilibrio, deberemos colocar unas pesas en forma de horquilla, llamadas reiters (“jinetes”), a caballo sobre el brazo graduado, de forma que se compense exactamente el empuje hidrostático.

Método

1.- Una vez montada la balanza, cuelgue el inmersor, limpio y seco, del gancho que hay en el extremo del brazo largo. La balanza debe quedar equilibrada. Si no es así, actúe con los tornillos A y B hasta conseguir que las dos agujas queden a la misma altura.

2.- Llene la probeta con agua destilada y, elevando la parte móvil de la balanza (tornillo T) si fuera preciso, coloque el inmersor dentro del agua destilada, de modo que quede completamente sumergido, sin tocar el fondo ni las paredes. Si quedasen burbujas de aire adheridas al inmersor, éste debe sacudirse ligeramente para que se desprendan.

3.- La balanza se habrá desequilibrado. Para restablecer el equilibrio, vaya colocando los reiters, sirviéndose de las pinzas, empezando por los mayores y ensayando cada uno de ellos en las distintas muescas, empezando en la diez y en sentido decreciente. Si al ensayar con un reiter, su peso resulta excesivo en una división y deficiente en la contigua, déjese en esta última y comience a ensayar con el reiter siguiente. Proceda de esta forma hasta conseguir equilibrar la balanza. Anote entonces el valor de ρa’ así obtenida.

4.- Lea la temperatura que marca el termómetro del inmersor y anótela. Consultando una tabla de densidades del agua pura a distintas temperaturas, anote la densidad del agua ρa a esa temperatura. El cociente f = ρa/ρa’ es el factor de corrección instrumental de la balanza. Calcúlelo, junto con su error.

5.- Descargue la balanza y saque el inmersor del agua. Límpielo

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