OBJETIVOS Determinar la densidad de un sólido y de una

OBJETIVOS
Determinar la densidad de un sólido y de una disolución acuosa de sal
utilizando el principio de Arquímedes.
MATERIAL Y REACTIVOS
Vaso de precipitados de 250 mL, dinamómetro, balanza, objeto de metal,
probeta de 100 mL, disolución salina.
FUNDAMENTO TEÓRICO
La densidad de una sustancia es la relación entre su masa y el volumen que
ocupa y se expresa en kg/m3 (SI), aunque también se emplea mucho g/cm3.
El peso aparente de un cuerpo sumergido en un líquido es la diferencia entre su
peso en el aire y el empuje que ejerce el fluido. El principio de Arquímedes nos
dice que dicho empuje equivale al peso de líquido desalojado por el cuerpo y se
puede calcular multiplicando el volumen del objeto por la densidad del líquido
y por la gravedad.
PROCEDIMIENTO
PRÁCTICA A: Densidad del sólido.
Hallamos la masa en gramos del objeto usando la balanza y medimos su
volumen observando en la probeta cuántos mL asciende el nivel de agua
después de sumergir el sólido.
CUESTIONES:
1. Haz un esquema del montaje utilizado.
En primer lugar hallamos la masa del sólido mediante la balanza y tras
obtenerlas introdujimos el sólido en la probeta con agua para ver cuánto
ascendía el nivel del agua y así hallar también el volumen del sólido. Según los
cálculos realizados la masa del sólido era de 50 gramos y esto hizo que
ascendiese 5 mililitros el nivel del agua al sumergirlo. Gracias a estos dos datos
también pudimos hallar la densidad del objeto.
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1. En primer lugar tras hallar la masa del objeto llenamos una probeta
de agua normal, no tenía por qué ser destilada.
2. Hicimos hincapié en fijarnos hasta qué punto llegaba el nivel del agua
para luego calcular el volumen del objeto tras introducirlo en la
probeta.
3. Introdujimos el objeto en la probeta para hallar su volumen.
4. Observamos cómo y cuánto ascendió el nivel del agua tras introducir
el objeto.
2. Calcula la masa en kg y el peso del objeto en N.
m = 50 g x 1 kg/1000 g = 0,05 kg;
P = m x g = 0,05 x 9.8 = 0,49 N;
Masa = 0,05 kg
Peso = 0,49 N
3. Halla la densidad del objeto en g/cm3 y en kg/m3.
m = 0,05 kg
Densidad = masa/volumen
v = 5· 10-6 m3
Densidad = 0,05/5· 10-6 = 10000 kg/ m3
10000 kg/m3 x 1000 g/1 kg x 1 m3/1000000 cm3= 10 g/cm3
PRÁCTICA B: Densidad de la disolución.
Sumergimos el objeto en la disolución salina y hallamos el peso aparente (en N),
usando el dinamómetro.
Sabemos que Pa = P – E, por lo que podemos despejar el empuje: E = P – Pa.
Por otro lado, el empuje viene dado por: E = V ρ g, donde V es el volumen de
líquido desalojado (igual al volumen del sólido medido en la parte A).
Combinando ambas expresiones podemos hallar ρ, la densidad del líquido.
CUESTIONES:
1. Haz un esquema del montaje utilizado.
En primer lugar hallamos el peso del objeto mediante la utilización del
dinamómetro, posteriormente introdujimos el objeto en la disolución salina que
previamente habíamos realizado para hallar así el peso aparente. Gracias a ello
pudimos hallar el empuje y densidad del líquido con unas sencillas operaciones
matemáticas.
La disolución salina se componía de 18 gramos de sal y agua destilada, tras
removerla y conseguir que se disolviese la introdujimos en un matraz y
posteriormente en un vaso de precipitado en el cual hallamos el peso aparente.
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1. En primer lugar hallamos el peso real del objeto con el dinamómetro.
2. Realizamos la disolución salina con agua destilada y sal.
3. Removimos la disolución hasta que el soluto se disolvió del todo.
4. Introdujimos la disolución en un matraz.
5. Pasamos la disolución del matraz al vaso de precipitado donde
hallaríamos el peso aparente.
6. Hallamos el peso aparente del objeto introduciéndolo en la disolución
y colgándolo del dinamómetro.
7. Observamos cómo el peso aparente era inferior al peso real.
2. Calcula la masa en kg y el peso del objeto en N.
m = 50 g x 1 kg/1000 g = 0,05 kg;
Masa = 0,05 kg
Peso = 0,49 N
P = m x g = 0,05 x 9,8 = 0,49 N;
3. Halla la densidad del objeto en g/cm3 y en kg/m3.
m = 0,05 kg
Densidad = masa/volumen
v = 5· 10-6 m3
Densidad = 0,05/10-6 = 10000 kg/ m3
10000 kg/m3 x 1000 g/1 kg x 1 m3/1000000 cm3= 10 g/cm3
4. ¿Cuánto vale el peso aparente del objeto? ¿Y el empuje?
E = densidad del líquido x volumen desalojado x g
E = Peso real – peso aparente
Peso aparente = 0,25 N; E =Peso real – peso aparente; E = 0,49 – 0,25; E = 0, 24 N
EMPUJE = 0,24 N
PESO APARENTE = 0,25 N
5. Determina la densidad de la disolución salina.
E = densidad del líquido x volumen desalojado x g
Vdesalojado = 5· 10-6 m3
0, 24 = densidad x 5· 10-6 x 9,8; densidad = 0,24/5· 10-6 x 9,8
DENSIDAD DE LA DISOLUCIÓN SALINA = 4897 kg/ m3