Curso de Termodinámica I 

Laboratorio 

Determinación de la densidad de una sustancia líquida

 

Objetivos:  

El objetivo del siguiente experimento será el de obtener la densidad de un sustancia líquida, mediante la medición de datos de masa y volumen de la sustancia misma, los cuales serán usados para la construcción de una gráfica lineal que esperamos de una respuesta muy acertada sobre la densidad del fluido que utilizaremos.

Contenido: 

Densidad, no es un termino extraño, sino al contrario, es un concepto muy usado por la gente. Pero, ¿qué significa densidad?, bueno pues la densidad de una sustancia se define como la masa por unidad de volumen, esto es, una sustancia de masa m con un volumen v tiene una densidad r dada por: 

Las unidades de la densidad en el sistema SI son Kg/m³.

Si observamos con cuidado de densidad: " p = m / v ". Y si despejamos para "m"; nos queda: "m = p v". Si comparamos esta igualdad con la ecuación de una línea recta "y = m x"; entonces podremos discernir que "m = p v" es modelo de Ecuación Lineal"; en donde la masa (m) es igual "y" y el volumen (v) es igual a "x", y la densidad (p) es igual a la pendiente de la recta:

y = m x

m = p v

Con esto podemos formular una hipótesis que quedaría de la siguiente manera:

Si obtenemos mediciones de volumen y masa de varias muestras de un mismo líquido , y las utilizamos en la graficación de una regresión lineal; obtendremos que "la pendiente de dicha gráfica debe de ser igual a la densidad de la sustancia acuosa".

Recursos:

• Agua de un mismo sitio
• Balanza
• Vaso de precipitado con graduación de milímetros.

                                                 

Resultados:

Datos:

Se recomienda, que antes de empezar con el experimento, usted cree una tabla para una mayor organización y rapidez al leer los datos.

X-Volumen (ml)	Y-Masa (g)
1000	1010
800	806
600	606
400	404
200	198

Preguntas:

Ejemplo #1   

La gravedad especifica del benceno es 0.876. Calcule su densidad.

  

sg= ρ liquido/ ρ agua

0.876=ρ benceno/  1000 kg/m^3

ρ benceno = 876 kg/ m^3

Ejemplo #2

 

El dióxido de carbono tiene densidad de 1.964 kg/m³ a 0°C. Calcule su peso especifico.

 = pg

= (1.964 kg/m³)(9.8 m/s² )

 = 19.247 N/m³

Ejemplo #3

 

Una lata cilíndrica de 150 mm de diámetro contiene 100 mm de aceite combustible. El aceite tiene una masa de 1.56 kg. Calcule su densidad, peso específico y gravedad especifíca. 

d= 150 mm = 0.15 m 

 r= 0.075m

 h= 100mm= 0.1m 

Volumen de un cilindro 

 V = π(r)^2(h) = π((0.075)^2)(0.1)  = 1.767x10^-3 m^3

Densidad 

ρ= m/V =1.56kg/1.767x10^-3m= 882.9 kg/m^3 

Fuerza de la Sustancia : 

W = m.g = (1.56Kg)(9.81m/s^2) = 15.29 N 

Reemplazamos : 

= W/V = 15.29N/1.767x10^-3 m^3 = 8653.1 N/m^3

Gravedad Especifica 

sg=ρ(fluido)/ρH2O = 882.9/1x10^3 = 0.88





 Conculsión 

Usualmente tenemos tablas que nos muestran infromación sobre líquidos conocidos y sus propiedades más relevantes como la densidad, el peso específico entre otras. Pero en la práctica, ¿qué sucedería si no contamos con esta información del líquido conocido? o quizás estemos trabajando con un líquido desconocido y necesitamos determinar sus propiedades. 

En estos casos es cuando necesitamos los conocimientos prácticos, por medio de los cuales haciendo pruebas y mediciones. Haciendo una recolección de datos y calculando un promedio podemos obtener información de uso al momento de identificación de una sustancia; en este caso aprendimos de la densidad. 

Conocer diferentes métodos para calcular y medir propiedades nos es útil porque no estamos limitados a seguir un solo camino a la hora de resolver un problema. Sino al contrario podemos recurrir al recurso de modelos experimentales que nos proporcionan información útil y nos permitirán inferir y tomar decisiones sobre la sustancia en estudio. 


Bibliografía 

1. YUNUS A. CENGEL AND MICHAEL A. BOLES; "TERMODINÁMICA"; McGraw-Hill.
2. VAN WYLEN AND SONNTAG, "FUNDAMENTOS DE TERMODINÁMICA"; Limusa.