INFORME DENSIDAD.docx

8/22/2019 INFORME DENSIDAD.docx

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA

FACULTAD DE INGENIERIA

ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL:INGENIERIA MECANICA

LABORATORIO N3

DENSIDAD DE LIQUIDOS

TURNO:VIERNES (4:006:00 p.m.)

INTEGRANTES:

BLONDET BELAUNDE, DIEGO ALONSO

BEJARANO HUISA, SILBESTRE AXEL

PROFESOR RESPONSABLE:LIC. SECUNDINO VERA MEZA

FECHA DE REALIZACION DEL EXPERIMENTO:27 DE MAYO DE 2011

FECHA DE ENTREGA DEL INFORME DE LABORATORIO:3 DE JUNIO DE 2011


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INTRODUCCIN

Los fluidos son de suma importancia en muchos

aspectos de la vida diaria. Los bebemos, lorespiramos ellos circulan por nuestro organismo,controlan el clima, los aviones vuelan en ellos, losbarcos flotan en ellos.

Un fluido es cualquier sustancia que puede fluir,tanto lquidos como gases. Normalmente pensamosque un lquido es incomprensible, pero hay

excepciones.

Comenzaremos hablando de la esttica de fluidoslquidos y para ello nos abocaremos en el conceptode densidad.


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I. OBJETIVO: Determinar experimentalmente la densidad de los lquidos

miscibles y no miscibles mediante el manmetro.

Determinar la densidad de un lquido desconocido, conociendo la

densidad del agua.

Determinar la densidad de los lquidos apoyndonos en la ley

fundamental de la hidrosttica.


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II. FUNDAMENTO TERICO:Densidad de lquidos:

La densidad de un material homogneo se define como su masa por unidadde volumen. Su unidad en el sistema de internacional es Kg/m3, y sedetermina mediante la ecuacin:Donde: m: masa (kg.) v: volumen (m3) p: densidad (kg./m3)En un lquido contenido en un vaso abierto, la presin ejercida a unadeterminada profundidad (h), est dada por:

)2........(..........0 phgPP

Donde:P= Presin a la profundidad (h)Po= Presin atmosfrica.p = densidad del liquido.g = aceleracin de la gravedad.h = profundidad con respecto a la superficie del lquido.

Si se llama en un tubo en U dos lquidos no miscibles, por ejemplo un lquidodenso en el tubo de la derecha y otro menos denso en el de la izquierda,como se muestra en la figura N 01 la presin puede ser diferente al mismonivel en los diferentes lados. La presin en A ser mayor que la presin B, lapresin en C es la misma en ambos lados, pero la disminucin de la presin esmenor desde C hasta B ya que una columna de liquido de seccin transversalunitaria que conecte A con C, pesara menos que la correspondiente columnaque conecte B con C.Tomemos el nivel C (columna de la izquierda) hasta la superficie del lquido yllamemos esta altura

h , del mismo modo para la columna de la derecha hB,

se puede demostrar que la densidad del liquido de la columna de la izquierdaesta dado por:

)3.......(....................1A

Bd

h

hPP

Donde:P1 = densidad del lquido de la izquierda.Pd = densidad del liquido de la derecha.

La presin en A es debida a la presin atmosfrica ms la debida a la alturah2 de la columna de fluido cuya densidad p2 queremos determinar.

22ghopp oA

La presin en B es debida a la presin atmosfrica ms la debida a la altura

h1 de la columna de agua cuya densidad conocemos.11ghopp oB


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Igualando las presiones en A y B, pA = pB, obtenemos:

1

2

2

1

h

h

o

o

Las densidades de los dos lquidos no miscibles estn en relacin inversa alas alturas de sus columnas sobre la superficie de separacin en el tubo enforma de U.

En las ramas de un tubo en U, hay fluidos (nonecesariamente del mismo tipo) de densidades P1 yP2. Tratndose de lquidos diferentes el ms densopenetra en ambas ramas.

Como se puede ver una propiedad importante de loslquidos es su densidad la cual vara en algunosmateriales de un punto a otro dentro el material.La unidad de densidad en el SI es le kilogramo pormetro cubico (1Kg/cm)3. Tambin se usa mucho launidad de en el CGS, gramo por centmetro cubico(1g/cm3).

1g/cm3 = 1Kg/cm3

Existen algunas sustancias donde se conoce algunas densidades como:

MATERIAL DENSIDAD (km/m3)

Aire (1 atn, 20C) 1.2

Hielo 0.92x103

Agua 1.00x103

Agua de mar 1.03x103

Sangre 1.06x10

3

Aluminio 2.7x103

Hierro, acero 7.8x103

Latn 8.6x103

Cobre 8.9x103

Plata 10.5x103

Plomo 11.3x103

Mercurio 13.6x103

Oro 19.3x103

Platino 21.4x103


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Densidad de gases:Para poder determinar la densidad de un material, es necesario conocer elpeso especifico de cada material, es decir la relacin que existe entre(N/m3), esto es la masa multiplicada por la gravedad entre el volumen que

ocupa; por otra parte es necesario mencionar que la densidad es la relacinque existe entre la masa de un material y el volumen que ocupa y susunidades son diferentes a las de el peso especifico, ya que estn dadas en(kg/m3).las unidades de densidad y peso especifico se pueden expresar en launidades del sistema ingles.Para lo anterior tenemos lo siguiente:

Entonces de acuerdo a la formula anterior, podemos hacer una relacin con

la formula de los gases ideales, lgicamente sabiendo los principios de losgases ideales se hace la siguiente relacin, entonces tenemos:

Entonces tenemos:

Pero trabajando con un sistema particular, en este caso de gases, tenemoslo siguiente:


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III. PARTE EXPERIMENTALLISTA DE EQUIPOS Y MATERIALES UTILIZADOS:

Un soporte universal y accesorio.

Un porta tubo de madera graduado.

Tubos de plstico. Una jeringa.

Kerosene

Aceite

Alcohol

PROCEDIMIENTO:

1. Vertemos sutilmente agua en el tubo para no generar burbujas,utilizando un embudo pequeo. Por el mismo lado con el embudo

vertemos el aceite.

2. Colocamos el tubo en el porta tubo graduado, luego se considera unnivel y se mide las alturas tomando como referencia ese nivel.

3. Despus utilizando la siguiente formula, se halla la densidad y elpeso especifico de la sustancia no conocida (aceite).

4.Anlogamente se realiza el mismo procedimiento para el caso delalcohol y el petrleo.

A

Bdh

hPP 1 gPdd


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Cuadro de Datos

4.1.Para el alcohol:Agua: h1Alcohol: h2

Para n=1:

Para n=2:

n h1(cm) h2(cm)

1 25.8 8.7

2 25.6 8.7

3 25.3 8.6

4 25.1 8.5

5 25.5 8.7

alcohol

agua

aguaalcoholh

hPP

7.8

8.251xPalcohol

96.2alcoholP

alcohol =2.96 g/cm3

alcohol = 2.94 g/cm3

7.8

6.25

1xPalcohol

94.2alcoholP

alcohol

agua

aguaalcoholh

hPP


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EAPIM Prctica de Laboratorio de fsica II

Para n=3:

Para n=4:

Para n=5:




5.8

1.251xPalcohol

95.2alcoholP

alcohol

agua

aguaalcohol

h

hPP

6.8

3.251xPalcohol

94.2alcoholP

alcohol

agua

aguaalcoholh

hPP

7.8

5.251xPalcohol

93.2alcoholP

alcohol

agua

aguaalcoholh

hPP


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Promedio y aproximacin de la densidad ():n

=2.944

S = S = 0.0114

4.2.Para el petrleo:

Agua: h1Petrleo: h2

Para n=1:

Para n=2:

n h1(cm) h2(cm)

1 13.3 15.7

2 13.5 15.6

3 13.4 15.6

4 13.3 15.7

5 13.5 15.8

alcohol =2.944 g/cm3

alcohol = (2.944 0.0114) g/cm3

petroleo

agua

aguapetroleoh

hPP

7.15

3.13

1xPpetroleo

847.0petroleoP

petroleo = 0.847 g/cm3

petroleo

aguaaguapetroleoh

hPP


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Para n=3:

Para n=4:

6.15

5.131xPpetroleo

865.0petroleoP


petroleo

agua

aguapetroleo

h

hPP

6.15

4.131xPpetroleo

858.0petroleoP


petroleo

agua

aguapetroleoh

hPP

7.15

3.131xPpetroleo

847.0petroleoP



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Para n=5:


=0.862

S = S = 0.0116

4.3.Para la gasolina :

Agua: h1Gasolina: h2

Para n=1:

n h1(cm) h2(cm)

1 14.9 19.7

2 14.8 19.6

3 14.7 19.5

4 14.7 19.6

5 14.9 19.7

petroleo

agua

aguapetroleoh

hPP

8.15

5.131xPpetroleo

854.0petroleoP


etroleo = 0.862 g/cm3

petroleo = (0.862 0.0116) g/cm3

gasolina

agua

aguagasolina h

h

PP


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Para n=2:

Para n=3:

Para n=4:

7.19

9.141xPgasolina

756.0gasolinaP

gasolina= 0.756 g/cm3

gasolina

agua

aguagasolinah

hPP

755.0gasolinaP


6.198.141xPgasolina

gasolina

agua

aguagasolinah

hPP

753.0gasolinaP


5.19

7.141xPgasolina

gasolina

agua

aguagasolinah

hPP


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Para n=5:


=0.754

S =

S = 0.0027

75.0gasolinaP


6.19

7.141xPgasolina

gasolina

agua

aguagasolina

h

hPP

756.0gasolinaP


7.19

9.141xPgasolina

asolina = 0.754 g/cm3

gasolina = (0.754 0.0027) g/cm3


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4.4.Para el aceite :

Agua: h1Aceite: h2

Para n=1:

Para n=2:

Para n=3:

n h1(cm) h2(cm)

1 18.6 20.2

2 18.7 20

3 19 19.8

4 18.8 20.3

5 18.5 20.1

aceite

agua

aguaaceiteh

hPP

2.20

6.181xPaceite

921.0aceiteP

aceite= 0.921 g/cm3

aceite

agua

aguaaceiteh

hPP

935.0aceiteP

aceite= 0.935 g/cm3

aceite

aguaaguaaceite

hhPP

20

7.18

1xPaceite


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Para n=4:

Para n=5:

Promedio y aproximacin de la densidad (): n

=0.9322

959.0aceiteP

aceite= 0.959 g/cm3

aceite

agua

aguaaceiteh

hPP

926.0aceiteP

aceite= 0.926 g/cm3

aceite

agua

aguaaceiteh

hPP

92.0aceiteP

aceite= 0.92 g/cm3

8.19

191xPaceite

3.20

8.181xPaceite

1.20

5.18

1xPaceite


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S = S = 0.0161

VIII. CUESTIONARIO:1. Demostrar la ecuacin (3). Utilice la figura n 1

)3........(..........0 phgPP

ghpPghpP bdai 00

a

bdi

h

hpp

2. Explique por qu el mtodo usado para lquidos no miscibles no se aplica a

lquidos miscibles?, Que mtodo aplicara para calcular las densidades de

lquidos miscibles?

No se aplica por que estos lquidos se mezclan y por lo tanto no existe ninguna alturaque separe a uno del otro.

Si se mezclan entonces haran un solo fluido, entonces tendramos la densidad de ese

fluido (densidad total).

Densidad total= densidad del fluido conocido + densidad del fluido

Mtodo para determinar la densidad de dos lquidos miscibles.

aceite = 0.9322 g/cm3

aceite = (0.9322 0.0161) g/cm3

di PP


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Si dos lquidos son miscibles podemos hallar su densidad por separado aplicando elsiguiente mtodo:

El Mtodo De La Probeta

Se pesa la probeta vaca y seca (wo), enseguida se llena la probeta con el lquido aanalizar con un volumen (v) y luego se pesa todo el conjunto (wf). La diferencia wf -wo corresponde a la masa del lquido.

Entonces:

Densidad de lquido = (wf - wo) / V

3. La temperatura y presin afecta la densidad de los lquidos y de losgases? Explique.

TemperaturaTermodinmicamente hablando cuando la temperatura de un cuerpo aumentatambin aumenta su volumen, eso se llama dilatacin, entonces como la densidadest dada por la ecuacin D= masa / volumen entonces a medida que latemperatura aumenta, el volumen tambin aumenta y por tanto la densidaddisminuye.

PresinAl igual que la temperatura la presin tambin modifica el volumen de un lquido ymucho ms de un gas esto har que, por razones que ya se explico anteriormente,tambin se modifique la densidad de estos.

4. Cmo determinara la densidad de un gas?

Lo determinara por el principio de Arqumedes que nos dice: Todo cuerpo sumergidoen forma parcial o total en un gas, experimenta la accin de una fuerza vertical con

sentido hacia arriba denominada EMPUJE (E).


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E = GAS.g.VS

Donde:

GAS = densidad del gas

g = gravedad

VS = volumen del cuerpo sumergido

5. Un tubo en U sencillo contiene mercurio. Cuando se echa 13.6 cm de agua enla rama derecha, hasta qu altura sube el mercurio en la rama izquierda, apartir de su nivel inicial?

SABEMOS QUE: PA = PB

PO + Hg.g .ha = PO + agua .g .hb

Hg. h = agua (13,6-h), tomando que Hg= 13.6 g/cm3y agua = 1 g/cm

3

13,6h=13,6-h

14,6h=13,6

h= 0.93 cm

6. Un gran depsito .contiene dos lquidos A y B, cuyas densidades son 0.70

g/cm y 1.5 g/cm. respectivamente. Ver figura. La presin atmosfrica local

es igual a 1 atm.


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a) Cul es, en N/m2, la presin en el punto (1) indicado en la figura?

P=presin

P=1atm = 1.01325x105 N/m2

b) Calcule la presin en el punto (2) de la figura.

P=presin

P=agha + 1.01325x105 N/m2

P= (0.70g/cm3)(2m) + 1.01325x105 N/m2

P= 1400kg/m2+ 1.01325x105 N/m2

P=1400(9.81) N/m2 + 101325 N/m2

P=13734N/m2 + 101325 N/m2

P=115059N/m2

c) Qu valor tiene la presin ejercida en el punto (3)?

P=presin

P=bhb +115059N/m2 + 1.01325x105 N/m2


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P= (1.5g/cm3)6m2 +115059N/m2 + 101325 N/m2

P= 90000(9.81) N/m2+216384 N/m2

P= 1099284N/m2

IV. DISCUSIN:a. Al momento de hallar la altura del lquido, los resultados no

eran exactos debido a que la medicin fue hecha con un

instrumento convencional.

b. Comparamos dos lquidos no miscibles, el agua cuya densidad es

1g/cm3 y el de otras sustancias para poder hallar la densidad

de stas.

c. Al momento de ingresar los lquidos se trato de que no quedar

burbujas en el interior de la manguera, ya que poda ver

variaciones al momento de hallar la densidad.

V. CONCLUSIONES: En el experimento realizado en laboratorio titulado Densidad De

Lquidos No Miscibles pudimos obtener las densidades de losdems lquidos, teniendo como base a la densidad del agua.

Pudimos corroborar la densidad de los dems lquidos, el cual nos

salan resultados aproximados al valor real de la densidad de la

sustancia.

Al momento de hallar la densidad para lquidos no miscibles

pudimos hacerlo calculando la diferencia de alturas de cada lquido

y obtener la longitud de menisco a menisco de cada lquido.

La densidad de un lquido determina qu lquido es ms pesado que

el otro.


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VI. BIBLIOGRAFALibros: Fisica volumen I Paul A. Tipler

Fisica (6ta Edicin)

Raymond Serway

VII.ANEXOS


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LEY DE HOOKE

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