LABORATORIO 3 LABORATORIO 3
FISICA GENERAL: FISICA GENERAL:
DENSIDAD DE LOS LIQUIDOS DENSIDAD DE LOS LIQUIDOS
DENSIDAD DE CUERPOS IRREGULARES DENSIDAD DE CUERPOS IRREGULARES CALOR ESPECÍFICO DE LOS SOLIDOS CALOR ESPECÍFICO DE LOS SOLIDOS
Estudiante Estudiante
JULIAN DAVID MORENO JULIAN DAVID MORENO FREDY AUGUSTO REDIN FREDY AUGUSTO REDIN
GRUPO: 100413_104 GRUPO: 100413_104
Tutor Tutor
PEDRO GABRIEL SAAVEDRA PEDRO GABRIEL SAAVEDRA
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA –
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNADUNAD INGENIERIA EN TELECOMUNICACIONES INGENIERIA EN TELECOMUNICACIONES TUMACO TUMACO MAYO 2011 MAYO 2011
INTRODUCCION
En física y química, la densidad (símbolo ρ) de una sustancia es una magnitud escalar referida a la cantidad de masa contenida en un determinado volumen.
Los líquidos son prácticamente incompresibles, es decir que por grande que sea la presión ejercida sobre ellos, su cambio de volumen es mínimo. La densidad es el cociente entre la masa y el volumen de un cuerpo, así que para determinarla bastará con medir la masa y el volumen y, a continuación, dividir ambos resultados. La densidad o densidad absoluta es la magnitud que expresa la
relación entre la masa y el volumen de un cuerpo. Su unidad en el Sistema Internacional es el kilogramo por metro cúbico (kg/m3), aunque frecuentemente
se expresa en g/cm3. La densidad es una magnitud intensiva
La densidad (ρ) de una masa homogénea se define como la relación entre su masa (m) y el volumen (V) ocupado por esta:
ρ = m/V
Si se trata de un sólido regular midiendo sus dimensiones y calculando después, matemáticamente, el volumen. Si el sólido es irregular o no conocemos la fórmula matemática para calcular el volumen, se determina su volumen por inmersión en un líquido.
PRIMERA PARTE. DENSIDAD DE LOS LIQUIDOS
OBJETIVO: Observar que los líquidos tienen diferentes densidades. MATERIALES Balanza Picnómetro Agua Alcohol Leche INFORME
1. Realice un análisis de la prueba y sus resultados. 2. Determine la densidad de los diferentes líquidos.
SOLUCION
Después de calibrar la balanza, limpiar el Picnómetro y alistar todos los demás elementos sugeridos en la lista de materiales, continuamos con los pasos indicados en la guía de procedimientos:
Utilizamos 50ml de cada uno de los siguientes líquidos: Agua, Alcohol y Leche. Inicialmente empezamos con el agua, luego la medición con el alcohol y terminamos este punto con la leche.
Elementos Peso
Masa del Picnometro vacio 48g Masa del Picnometro con 50ml de Agua 98g Masa del Picnometro con 50ml de Alcohol 88g Masa del Picnometro con 50ml de leche 102g
Observamos
• La leche entera es más densa que el agua y el alcohol, por la variedad de elementos que la componen.
• Que el alcohol es menos denso que el agua y la leche
Como se mencionó en la instrucción la densidad se define como el cociente entre la masade un cuerpo y el volumen que ocupa. Así, como en el S.I. la masase
mide en kilogramos (kg ) y el volumen enmetros cúbicos (m3) la densidad se
medirá en kilogramos por metro cúbico (kg/m3).
Liquido Densidad
Agua 1000 kg/m3
Alcohol 800 kg/m3
Leche 1080 kg/m3
SEGUNDA PARTE. DENSIDAD DE CUERPOS IRREGULARES
OBJETIVO: Determinar la densidad de cuerpos irregulares midiendo indirectamente su volumen.
MATERIALES
Balanza
Cuerpo irregular con densidad mayor que la del agua sujeto con una cuerda
para poderlo suspender.
Agua (densidad ) Vaso de precipitados o recipiente.
INFORME
Realice la diferencia entre el resultado del paso 2 y del paso 1. Aplique el principio de Arquímedes y concluya.
Elementos Peso
Peso del vaso vacío 168g Volumen de agua usado 225 ml
Peso del objeto 50g
Peso del vaso con Agua 326g Volumen de agua usado + objeto 235 ml Peso del vaso con Agua + objeto 333.5g
El tomar la diferencia del (Volumen de agua usado + el objeto) – (Volumen de agua usado), esto no dio el volumen del objeto, que este caso fue igual 10 ml
El tomar la diferencia del (Peso del vaso con Agua + objeto) – (Peso del vaso con Agua), esto nos da la masa total 6.9g del objeto en el estado sumergido
Por lo tanto como (densidad )
Densidad del objeto= 0.0069/0.01, entonces Densidad=0.69 kg/m3
En este punto tomamos como base el principio de Arquímedes:
"Si un cuerpo está parcial o totalmente inmerso en un fluido, el fluido ejercerá una fuerza vertical hacia arriba sobre el cuerpo, igual al peso del
fluido desalojado o desplazado".
Otras explicaciones
En nuestra vida diaria podemos hacer observaciones como las siguientes:
1. Cuando nos sumergimos en una piscina o en el mar parece que somos más ligeros, decimos que pesamos menos.
2. Los globos que se venden para niños se elevan en el aire al soltarlos. 3. Un trozo de hierro no flota, en general, sobre el agua, pero si le damos la forma adecuada, pensemos en un barco, vemos que flota.
Los fluidos ejercen fuerzas ascensionales sobre los objetos situados en su seno. La naturaleza y valor de estas fuerzas quedan determinadas en el Principio de Arquímedes:
¿Cómo saber si un cuerpo flotará o se hundirá?
Imaginemos que el cuerpo está totalmente sumergido, sobre el actúan dos fuerzas:
E(empuje) = Peso(líquido desalojado)= m(liq).g = V (líq).d (líq) . g
P (peso real del cuerpo)= m.g , recuerda que es el peso real del cuerpo, fuera del líquido.
Según sean los valores de E y P pueden darse tres casos:
1. Que el peso y el empuje sean iguales: E = Peso(m.g). El cuerpo estará en equilibrio (fuerza resultante nula) y "flotará entre aguas".
2. Que el empuje sea mayor que el peso: E > Peso (m.g). El cuerpo ascenderá y quedará flotando.
3. Que el empuje sea menor que el peso: E < Peso (m.g). El cuerpo se hundirá.
¿A qué se llama peso aparente de un cuerpo?
Peso (aparente)=Peso (real)- Empuje
Si un cuerpo flota, ¿qué volumen del cuerpo está sumergido? ¿y qué volumen emerge?
Si el Empujeque calculamos suponiendo el cuerpo totalmente sumergido es mayor que el Peso real de dicho cuerpo, éste flotará.
El volumen de líquido desalojado no coincide con el volumen del cuerpo.
E = Peso(líq. desalojado)= m (líq. desalojado) . g = V (líq. desalojado). d (líq). g
Si el cuerpo flota mantendrá una parte sumergida y otra emergida de tal forma que:
TERCERA PARTE. CALOR ESPECÍFICO DE LOS SOLIDOS
OBJETIVO
Determinar el valor del calor específico de un objeto metálico por el método de mezclas. MATERIALES Un calorímetro. Un vaso de precipitados. Una balanza. Un termómetro. Una pesita metálica. Hilo de nylon.
Un reverbero.
INFORME
Masa de la pesita 50g
Masa del calorímetro 328.7g
Masa del agua del calorímetro 225ml Temperatura inicial del calorímetro y del agua del mismo 29 ºC Temperatura inicial de la pesita (la misma de ebullición) 29 ºC
Temperatura final del sistema 87.5 ºC Calor específico del agua 1 cal/g°C Calor específico del calorímetro(aluminio) 0.215 cal/g°C Calor que recibe el agua del calorímetro 82 ºC
Calor que da la pesita 75 ºC
Calor específico de la pesita 5.095 g/cal
Cp= QH2O+Qcal = (mCp*ΔT) H2O+ (mCp* ΔT) aluminio M Tmetal Mpesa* T
Cp=225g*1cal*(87.5-29)ºC+328.7g+0.225cal*(87.5-29)ºC entonces simplificamos
g ºC g ºC 50g*(87.5-29)ºC Y nos da Cp=225*(58.5)ºC +328.7+0.225cal*(58.5) 50g*(82-29)ºC Luego, Cp= 13162.5 +328.7+13.1625cal 50g*(53) Luego, Cp= 13504,3625cal 2650g
Finalmente encontramos el calor especifico de la pesa Cp= 5.095 g/cal
Determine a qué material (cercano) corresponde el calor específico de la pesita con ayuda de una tabla de calores específicos.
Cuando un cuerpo varía su temperatura en general lo hace porque o se le ha suministrado calor o el cuerpo ha dado calor. Cuando tomamos un jugo y lo enfriamos por medio de hielo lo que en realidad estamos haciendo es calentando el hielo, el calor necesario para calentar el hielo lo da el jugo. El jugo calienta el hielo no el hielo enfría el jugo como se piensa. Esta es la dirección en la cual se propaga el calor, de los objetos más calientes a los más fríos, y no en dirección contraria.
Si a dos cuerpos de igual masa, pero diferente material se les suministra la misma cantidad de calor, la temperatura final será en general diferente para los dos cuerpos, esto se debe a que los cuerpos compuestos de materiales diferentes reciben diferente calor para aumentar el mismo valor de temperatura. La propiedad que caracteriza este comportamiento se denomina calor específico.
La cantidad de calor Q que se le suministra a un cuerpo de masa m y de calor
Q = m c ΔT
De la ecuación anterior podemos decir,
El calor Q tiene unidades de energía (Joule), sin embargo para el caso específico
del calor se utilizan unidades especiales como la caloría o la unidad térmica inglesa, las cuales serán explicadas más adelante.
.
Calor y Temperatura: La temperatura es una magnitud física que nos permite definir el estado de una sustancia.
Cuando se ponen en contacto dos sustancias a distinta temperatura, evolucionan
de forma que el cuerpo a mayor temperatura la disminuye y el que tenía menor temperatura la aumenta hasta que al final los dos tienen la misma temperatura, igual que al echar un cubito de hielo a un refresco, que el refresco se enfría y el
cubito de hielo se calienta y termina convirtiéndose en agua. Decimos que la sustancia a mayor temperatura ha cedido calor a la sustancia que tenía menor
temperatura.
Sin embargo, el calor no es algo que esté almacenado en el cuerpo más caliente y que pasa al cuerpo más frío. Tanto uno como otro poseen energía,
que depende de la masa del cuerpo, de su temperatura, de su ubicación, etc. y
recibe el nombre de energía interna. Cuando esta energía interna pasa de una sustancia a otra a causa de la diferencia de temperatura entre ellas la
llamamos calor . Una catarata es agua que pasa de un sitio a otro porque están a
distinta altura, de forma similar el calor es la energíaque pasa de un cuerpo a otro porque están a distinta temperatura.
Punto de ebullición:
Si ponemos al fuego un recipiente con agua, como el fuego está a
mayor temperatura que el agua, le cede calor y la temperatura del agua va
aumentando, lo que podemos comprobar si ponemos un termómetro en el agua.
Cuando el agua llega a 100 ºC, empieza a hervir, convirtiéndose en vapor de agua, y deja de aumentar su temperatura, pese a que el fuego sigue
suministrándole calor : al pasar de agua a vapor de agua todo el calor se usa en
cambiar de líquido a gas, sin variar la temperatura.
La temperatura a la que una sustancia cambia de líquido a gas se llama punto de
ebullición y es una propiedad característica de cada sustancia, así, el punto de
ebullición del agua es de 100 ºC, el del alcohol de 78 ºC y el hierro hierve a 2750
ºC.
Punto de fusión:
Si sacas unos cubitos de hielo del congelador y los colocas en un vaso con un termómetro verás que toman calor del aire de la cocina y aumentan su
temperatura. En un principio su temperatura estará cercana a -20 ºC (depende del tipo de congelador) y ascenderá rápidamente hasta 0 ºC, se empezará a
formar agua líquida y la temperatura que permanecerá constante hasta que todo
el hielo desaparezca.
Igual que en el punto de ebullición, se produce un cambio de estado, el agua pasa
del estado sólido (hielo) al estado líquido (agua) y todo el calor se invierte en
ese cambio de estado, no variando la temperatura, que recibe el nombre de punto de fusión. SE trata de una temperatura característica de cada sustancia: el punto de fusión del agua es de 0 ºC, el alcohol funde a -117 ºC y el hierro a 1539 ºC.
Algunas Conclusiones
• El enfriamiento del agua es más lento que el de los metales
• A mayor cantidad de agua requiere de más tiempo o más fuego para su ebullición
• El porcentaje de error en el calor especifico de la pesa, podemos considerarlo teniendo en cuenta que al sacarla del agua hirviendo y pasarlo al calorímetro pierde temperatura
• La exactitud en los cálculos vario por causas externas que influyeron en la variación de los resultados
BIBLIOGRAFÍA
100413 – FISICA GENERAL www.monografias.com
