Laboratorio

*¿Se puede hallar la densidad de un sólido regular como una esfera o un cubo por un metodo directo?¿Explica la respusta?
*¿Como calcularia la densidad del cuerpo humano?
*¿Cómo determinaria la densidad de una sustancia gaseosa, por ejemplo la del aire?¿En que unidades se expresa?
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Respuesta
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La densidad es la relación entre la masa y el volumen:
densidad=masa/volumen
Sus unidades en el sistema internacional son kg/m3 (kg/ metro cúbico) aunque es más usada la unidad g/cc.
Entonces para calcular la densidad de un sólido regular, basta con calcular su volumen, ayudándose de la fórmula adecuada y tras una simple pesada del objeto podemos calcular su densidad.
En el caso de sólidos irregulares, porosos cuyo volumen no sea directamente calculable se utiliza el principio de Arquímedes para averiguar su volumen:
"Todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje igual al peso del volumen de líquido desalojado"
Sumergiendo completamente el cuerpo en agua, el peso del cuerpo disminuye debido al empuje. Lo que nos marca la balanza M' es igual a la diferencia entre el peso P y el empuje E.
M'=P-E.
Si el fluido es agua, cuya densidad es la unidad, el peso en gramos coincide numéricamente con el volumen medido en centímetros cúbicos.
El empuje es igual a la diferencia M-M' entre lo que marca la balanza antes y después de sumergir el cuerpo en agua e igual numéricamente al volumen del cuerpo en centímetros cúbicos.
V=M-M'
Esta es la forma en la que se calcularía la densidad del cuerpo humano con ayuda de el instrumental adecuado.
También se puede hacer uso de un picnómetro para calcular densidades de sólidos y líquidos:
Un picnómetro es un recipiente calibrado, con el que se puede pesar un volumen de líquido con mucha precisión.
Por comparación entre la masa del picnómetro lleno de agua destilada -de la que se conoce con gran precisión su densidad a la temperatura de la experiencia- y la masa del picnómetro lleno con un líquido problema se puede calcular la densidad de éste último.
Para el caso de la densidad de un sólido -cuyo tamaño ha de ser adecuado a las dimensiones del picnómetro- pesando el picnómetro con el sólido y rellenando con agua destilada podemos obtener el volumen del sólido si además hemos calculado el volumen del picnómetro. Por otra parte, una vez obtenida la masa del sólido podemos calcular su densidad.
El método es general para el caso de pares sólido/líquido que no reaccionen entre sí.
Material:
Picnómetro.
Balanza analítica ±0,0001 g
Muestras problema.
Papel de filtro.
Procedimiento experimental:
Densidad de un sólido.
1) Pesar el picnómetro vacío convenientemente limpio y seco junto con su tapón. Pp.
2) Se pone la muestra de sólido problema (trozos de vidrio u otro material) dentro del picnómetro y se vuelve a pesar: Pp + M.
3) Se rellena el picnómetro con agua destilada. Se pone el tapón se enrasa se seca y se pesa. Ahora la pesada se describe como: Pp + M + Ar.
4) A continuación se hace una nueva pesada del picnómetro pero esta vez lleno unicamente con agua destilada y convenientemente seco. Ahora el peso obtenido es: Pp + A.
Las operaciones anteriores han de hacerse con sumo cuidado.
D=P/(T*R)
En el caso de sustancias gaseosas una opción es calcular la densidad a partir de su ecuación de estado, suponiendo que se trata de un gas perfecto se calcula la densidad a una temperatura y presión determinada:
d=P(atm)*PM(g/mol)/(R*T(K))
En el caso del aire se calcula según la relación aportada por GÜNTER DE ROTH:
Densidad del Aire (Kg/m3) = ( 0,349 x Presión Atmosférica (mb) ) / ( 273 ± Temperatura (ºc) )

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