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• Ana Maria Tovar Rodriguez

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UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA

DENSIDAD DE SOLIDOS Y LIQUIDOS

Denian Gomez: 1103426 Laura Ardilla: 1103359 Ana MariaTovar: 2903448 Juan David Pachon: 1103315

DOCENTE: ANGEL CHAPARRO

2019

DENSIDAD DE SÓLIDOS Y LÍQUIDOS

MARCO TEORICO El trabajo que se lleva a realizar es como se puede determinar la densidad , el volumen de los sólidos y los líquidos. Viendo qué métodos se pueden llegar a utilizar para poder hallar las incógnitas, analizando varios elementos como el agua, cubos, cilindros, etc. Conociendo que cada uno tiene una propiedad de diferente densidad que varía según la masa y el volumen.

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Triángulo de ecuaciones Donde: -d: densidad -m: masa -v: volumen Como podemos observar en el triángulo tienen una relación, pero también se tiene en cuenta que para el cálculo de los volúmenes de los líquidos y sólidos los métodos a seguir son muy distintos; en algunos casos como el agua que puede tener estado líquido y sólido varía, el agua al estar en estado líquido tiene una densidad de 1 Kg/L y al pasar al estado sólido tiene una densidad de 0.971 Kg/L, al cambiar a estado sólido se expande teniendo menor densidad, por lo cual medio litro de agua después de solidificarse no cabrá en un recipiente de medio litro, entonces se va a observar los métodos que ayudan a realizar los cálculo de estos elementos. También vamos a observar algunos casos donde podemos aplicar estos teoremas en la vida real como es la construcción de barcos para que no se hundan al navegar.

la densidad: “El significado de densidad se refiere a la relación entre el peso y el volumen de un cuerpo, o la cantidad de materia que tiene un cuerpo y se puede medir en una unidad de volumen, como en el sistema internacional de medidas que mide la densidad en la medida de kilogramo por metro cúbico. En el campo de las ciencias, es un concepto de la física y la química que establece la relación entre la masa de un cuerpo y el espacio que ocupa, pudiendo referirse a la densidad relativa y la densidad absoluta, la densidad media y la densidad puntual o la densidad aparente 2 de una cosa o sustancia. “ Se sabe que algunas densidades son mayores que otras por ejemplo en los líquidos el agua tiene una densidad mayor que el aceite.

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Figura 2: diferencia de líquidos(comportamiento)

En los sólidos con líquidos en el mismo sistema se genera un fenómeno de flotación ya que al introducir un cubo en agua él no se va a hundir ya que su densidad es menor, o se desplaza mayor parte del volumen generando una fuerza contraria que es el empuje.

Gracias a esto podemos calcular como es la fuerza de empuje que genera al poner agua con un cubo como es su reacción, pero cómo es posible que un barco que al parecer es más pesado puede flotar en el agua sin llegar a hundir. “Si bien es cierto que la inmensa mayoría de los barcos son de metal (el cual se hunde con gran facilidad), éstos ocupan un gran volumen. Cuando sumergimos un barco en el agua, éste desaloja una parte del volumen que antes ocupaba el fluido, empujándolo hacia fuera. Como consecuencia, el agua empuja al barco en todas las direcciones y perpendicular al casco, hacia dentro. Es decir, existe una fuerza que empuja al barco de abajo hacia arriba haciéndolo flotar. Esto lo sabemos gracias al sabio Arquímedes quien hace dos mil años, señaló el principio de porqué los objetos flotan: "Cuando sumergimos un objeto en el agua éste flota por una fuerza igual al peso del líquido que desplaza." Para llegar a esta conclusión el sabio se metió en una tina con agua y se dio cuenta que entre más se sumergía, más agua caía de la tina y más liviano se sentía, porque al meter algo en el agua, ésta sube de nivel y si el objeto es grande se derrama. Lo anterior se

origina en que la presión del agua va aumentando conforme aumenta la profundidad. De 5 modo que es mayor la presión en el fondo del barco que en las partes superiores.” ¿Cómo se puede ver afectada la densidad de un cuerpo en términos de la temperatura? - ¿Sólo midiendo? El peso “El peso específico de una sustancia es el peso de la unidad de volumen. Se obtiene dividiendo un peso conocido de la sustancia entre el volumen que ocupa. Llamando p al peso y al volumen, el peso específico, Pc, vale: Pc= p/v el peso es una medida de la fuerza gravitatoria que actúa sobre un objeto.1 El peso equivale a la fuerza que ejerce un cuerpo sobre un punto de apoyo, originada por la acción del campo gravitatorio local sobre la masa del cuerpo. Por ser una fuerza, el peso se representa como un vector, definido por su módulo, dirección y sentido, aplicado en el centro de gravedad del cuerpo y dirigido aproximadamente hacia el centro de la Tierra. Por extensión de esta definición, también podemos referirnos al peso de un cuerpo en cualquier otro astro (Luna, Marte,...) en cuyas proximidades se encuentre. La magnitud del peso de un objeto, desde la definición operacional de peso, depende tan solo de la intensidad del campo gravitatorio local y de la masa del cuerpo, en un sentido estricto. Sin embargo, desde un punto de vista legal y práctico, se establece que el peso, cuando el sistema de referencia es la Tierra, comprende no sólo la fuerza gravitatoria local, sino también la fuerza centrífuga local debido a la rotación de la Tierra; por el contrario, el empuje atmosférico no se incluye, ni ninguna otra fuerza externa” 6 ¿Qué formas prácticas se pueden utilizar para medir la densidad de un cuerpo sólido, de geometría regular y de geometría irregular? ¿Qué formas prácticas se pueden utilizar para medir la densidad de un cuerpo sólido, de geometría regular y de geometría irregular?

Métodos para poder hallar las densidades y volúmenes; hay diversas formas para calcular los volúmenes de los elementos a analizar, pero toca tener en cuenta que cada método está especificado para cada uno: ➢ Líquidos; toca tener en cuenta para el cálculo del volumen de estas sustancias que estas tienen un contenedor, ya que al utilizar las fórmulas se determina el volumen exacto del líquido en un recipiente. “conocida la masa del cuerpo y el volumen de la parte sumergida, determinamos la densidad del líquido. En esto se basan los aerómetros o flotadores de masa conocida que se sumergen en el líquido de densidad desconocida. Disponen de una escala graduada, que nos proporcionan mediante lectura directa la densidad del líquido. La superficie libre del líquido marca el valor de la densidad en la escala del aerómetro.

Dependiendo de la aplicación concreta los aerómetros reciben nombres específicos: alcoholímetros, sacarímetros, etc. Para un cuerpo en equilibrio que flota sobre la superficie de un líquido, tenemos que el peso es igual al empuje mg=ρfVg Nuestro aerómetro es un sólido de forma cilíndrica de 25 cm de altura y densidad 0.5 g/cm3 que se sumerge parcialmente en el líquido cuya densidad se quiere determinar. Midiendo en la escala graduada la parte del cilindro que está sumergida, determinamos la densidad del fluido. El cuerpo está en equilibrio flotando en el líquido, bajo la acción de dos fuerzas, su peso y el empuje del fluido. peso=empuje ρsgSh=ρf·gSx ρsh=ρf x onde ρs es la densidad del cuerpo sólido, S su sección, h su altura. ρf es la densidad del fluido y x la parte del sólido que está sumergido en el líquido.

Volumen de un líquido

El aerómetro de la fotografía es un tubo de vidrio, que dispone de un lastre formado por bolitas de plomo (en extremo izquierdo). En la parte derecha, dispone de una escala graduada que mide directamente la densidad del líquido en g/cm3. Laboratorio de Física. Escuela de Ingeniería de Eibar ➢ sólidos; El volumen es el espacio tridimensional que ocupa un cuerpo. En el SI se mide en m3, pero también son muy frecuentes otras unidades como el litro, l, y sus múltiplos y submúltiplos, entre ellos el mililitro, ml. Cuando un cuerpo tiene una forma sencilla (cubo, cilindro, esfera, etc.) podemos determinar su volumen, a partir de la medida de alguna de sus longitudes, utilizando una fórmula matemática:

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Figura 5: volúmenes de los sólidos y fórmulas

Pero, ¿Qué ocurre cuando nos encontramos ante un cuerpo de forma irregular? Una piedra, un trozo de corcho, un tapón no tienen formas que nos permitan utilizar fórmulas matemáticas. Para medir su volumen hemos de utilizar un método más ingenioso:

:Principio Arquímedes.

Relación densidad relativa y absoluta. “El peso específico y la densidad son evidentemente magnitudes distintas como se ha podido comparar a través de las definiciones que se dieron en la parte de arriba, pero entre ellas hay una íntima relación, que se va a describir a continuación. Se recordará que el peso de un cuerpo es igual a su masa por la aceleración de la gravedad: P= m . g Pues bien, sustituyendo esta expresión en la definición del peso específico y recordando que la densidad es la razón m/V, queda: Pe= p/v= m.g /V = m/V . g = d.g El peso específico de una sustancia es igual a su densidad por la aceleración de la gravedad. Como hemos mencionado las unidades, la unidad clásica de densidad (g/cm3) tiene la ventaja de ser un número pequeño y fácil de utilizar.

Lo mismo puede decirse del kp/cm3 como unidad de peso específico, con la ventaja de que numéricamente, coinciden la densidad expresada en g/cm3 con el peso específico expresado en kp/dm3.”

¿Qué es un densímetro? Un densímetro es un aparato que mide la densidad de los líquidos fundamentándose en el principio de Arquímedes. Los densímetros están formados por varillas de vidrio hueco que presentan un ensanchamiento en la parte inferior y un lastre. Al sumergirlas en un líquido flotan, cumpliéndose que el peso del volumen de líquido desalojado es igual al peso de todo el aparato; por tanto, se hundirán más o menos según sea la densidad del líquido. Vienen graduados en densidades (g/cm3). Tipos de densímetros 

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Para líquidos más densos que el agua que llevan la indicación 1 en la parte superior de la varilla. Esta señal corresponde a la parte sumergida cuando el líquido es agua. Si se sumerge en líquidos más densos, se hunde menos; por ello, las indicaciones aumentan numéricamente hacia abajo. Según su uso reciben el nombre de pesa-ácidos, pesa jarabes. Para líquidos menos densos que el agua: La indicación 1, correspondiente a la densidad del agua, la presentan al final de la varilla; al sumergir el aparato en un líquido menos denso, se hunde menos que en ésta, por ello la varilla está graduada en densidades de valor numérico menores que 1 . Pueden ser: pesa-éteres, pesa alcoholes.

Como medir la densidad de un líquido con un densímetro 1. Se toma una probeta de 100 o 250 ml y se lava perfectamente. Se enjuaga interiormente con un poco del líquido problema. (El líquido de enjuagar se echa a la pileta con el grifo abierto.) 2. Se elige un densímetro y se introduce con cuidado en la probeta. 3. Si se observa que al soltarlo se va hacia el fondo, se coge, se limpia y se seca y se toma otro densímetro que mida densidades mayores. Así hasta dar con el adecuado. 4. Ya con el densímetro adecuado, se deja sobre la superficie del líquido dando una rotación con los dedos de forma que caiga girando. 5. De esta forma, cuando el densímetro se para, se puede medir en su escala sin que se quede adherido a la pared de la probeta.

6. Tomar la probeta con la mano y subirla hasta conseguir que el nivel del líquido quede a la altura de los ojos y hacer la lectura de la escala.

Referencias 1. https://image.slidesharecdn.com/fq1despejarenecuaciones-140212001853-phpap p01/95/fq1-despejar-en-ecuaciones-8-638.jpg?cb=1392164369 2. https://www.quees.wiki/densidad.htm 3. http://cidta.usal.es/cursos/agua/modulos/Conceptos/uni_04/imagenes/u5c2s1f4.g if 4. http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/fluidos/estatica/aerometro/balanza3.gif 5. http://aldiaconlaciencia.blogspot.com/2007/11/por-qu-los-barcos-flotan.html 6. http://cienciaytecnocsvf.blogspot.com/2012/11/volumenes-de-solidos-regularese.html 7. http://cienciaytecnocsvf.blogspot.com/2012/11/volumenes-de-solidos-regularese.html 8. https://html.rincondelvago.com/densidad-y-peso-especifico.html