Medición De Densidad

Práctica Nº1: Medición de Densidad

Ministerio del Poder Popular para la Educación Superior

Universidad de Carabobo, Facultad de Ingeniería, Escuela de Mecánica.

RESUMEN

La densidad es una propiedad básica de cualquier líquido, y se define como la masa por unidad de volumen. En esta práctica se muestra un método sencillo de determinación de la densidad de un líquido, a través de la utilización de un recipiente ideado con este fin. Se va a describir el procedimiento experimental, así como los cálculos necesarios para obtener finalmente la densidad del líquido ensayado, adicionalmente se muestra la distribución de una torre de destilación y distintas características de distintos combustibles fósiles.

Palabras Clave: gravedad, líquido, densímetro, densidad, masa.

INTRODUCCION

Esta práctica tiene como motivo el enseñamiento de definiciones como: densidad específica, gravedad específica, peso específico entre otros. También el poder contar con métodos y equipos o instrumentos que permitan determinar de forma rápida y precisa densidad.

OBJETIVOS DE LA PRÁCTICA

OBJETIVOS GENERALES

Determinar la densidad de un líquido a partir de la densidad relativa.

OBJETIVO ESPESIFICOS

Explicar las partes, mecanismos de control y funcionamiento de un aerómetro o densímetro.

Realizar cinco mediciones de densidad relativa para los diferentes fluidos suministrados en el laboratorio.

Determinar la densidad de cada uno de los fluidos a los cuales se les determino la densidad relativa.

MARCO TEORICO

Defina densidad específica de un fluido: Es una propiedad física de las sustancias de gran importancia en el análisis de situaciones de estática y dinámica de fluidos. La densidad denominada (ρ) es la masa de una unidad de volumen de sustancia. La densidad varía mucho en los gases, aumentando casi de forma proporcional a la presión, la densidad de los líquidos es casi constante.

ρ=m/v [m/m^3 ] SI (1)

Dónde:

m: masa

v: volumen

Defina gravedad específica de un fluido: Indica la densidad de un fluido respecto la densidad del agua a temperatura estándar. La gravedad específica es adimensional, no tiene unidades debido a que resulta del cociente entre dos unidades de igual magnitud, además es el cociente de la densidad de una sustancia entre la densidad del agua a 4ºC, también es el consiente del peso específico de una sustancia entre el peso específico del agua a 4ºC.

Ds= ρ_sustancia/ρ_agua (2)

Dónde:

ρ_sustancia : Densidad de la sustancia.

ρ_agua: Densidad del agua.

Defina peso específico de un fluido: Es la cantidad de peso por unidad de volumen de una sustancia este está íntimamente ligado a la densidad de cualquier material y debido a su fácil manejo de unidades terrestre su uso es muy amplio utilizando la letra (gamma) para denotar el peso específico por unidad de volumen dado que una masa m tiene un peso W= mg.

γ= ρg [N/m^3 ] SI (3)

Dónde:

ρ: Densidad

g: Volumen

DENSIMETRO

Los densímetros son tubos de vidrios con una plomada interna y con una escala graduada, los cuales se sumergen en el líquido de densidad desconocida. Dependiendo de la densidad del líquido, el densímetro requerirá sumergirse más o menos en el fluido para equilibrarse, pudiéndose leerse al nivel del líquido el valor de la densidad relativa, este sencillo aparato se basa en el principio de Arquímedes

(los cuerpos sólidos sumergidos en un líquido experimentan un empuje hacia arriba). (Ver imagen 1)

MODO DE EMPLEO

El densímetro se introduce vertical y cuidadosamente en el líquido hasta que flote libre y verticalmente. A continuación, se observa en la escala graduada en el vástago del densímetro su nivel de hundimiento en el líquido; esa es la lectura de la medida de densidad relativa del líquido. En líquidos ligeros el densímetro se hundirá más que en líquidos más densos. De hecho, es usual tener dos instrumentos distintos: uno para los líquidos en general y otro para los líquidos poco densos, teniendo como diferencia la posición de las marcas medidas.

COMPOSICION

Normalmente, está compuesto por los siguientes materiales: un cilindro hueco de vidrio con un bulbo pesado en su extremo para que flote en posición vertical. También hay densímetros electrónicos que están compuestos por medios sensores, un transductor diferencial, un procesador electrónico de señal, y unos medios trasmisores

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

1. Llenar el tubo de agua hasta la sumidad.

2. Introducir el densímetro en el tubo.

3. Verificar la calibración del instrumento: el menisco del líquido debe intersecar la varilla del densímetro en la muesca correspondiente al valor 1.

4. Vaciar el tubo.

5. Llenar nuevamente el tubo con el fluido en estudio.

6. Introducir nuevamente el densímetro en el tubo.

7. Leer el valor de densidad.

8. Repetir los pasos 4 a 7 para cinco fluidos diferentes.

DESTILACIÓN

La destilación es una operación unitaria cuyo funcionamiento se basa en el equilibrio líquido-vapor, considerando que en la fase gaseosa existe una alta concentración de componentes ligeros y en la fase líquida alta concentración de componentes pesados, y su objetivo es la separación de una mezcla para obtener alguno de los compuestos con un grado de pureza determinado. Una columna de destilación está compuesta en su interior de platos, en cada uno de los cuales ocurre un equilibrio total líquido-vapor y se favorece la transferencia de masa entre las dos fases, con el objetivo de que al llegar la mezcla al domo de la torre, se tenga una mayor pureza del componente ligero.

Dentro de la torre existe un flujo de vapor que sube de plato en plato y un flujo de líquido que proviene de la parte superior de la torre y desciende también de plato en plato. En el domo de la torre existe un condensador, el cual tiene la función de condensar el vapor que sale del domo de la torre, obteniendo así el destilado. Una parte de este regresa a la torre para favorecer la transferencia de masa entre las fases y mantener el flujo de líquido. A la relación entre el líquido que regresa a la torre y el destilado que se toma como producto se le llama relación de reflujo, importancia para el análisis y diseño de la torre de

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