Estática de Fluidos: Densidad con Picnómetros - Informe de Laboratorio

TRABAJO EXPERIMENTAL N° 3
CAPITULO: ESTÁTICA DE FLUIDOS
TEMA: PICNÓMETROS
1. OBJETIVOS
Determinar experimentalmente la densidad absoluta de un líquido problema,
utilizando el método del picnómetro o frasco.
2. BASE TEÓRICA
2.1.
ESTÁTICA DE FLUIDOS
En textos y libros de ediciones pasadas la denominan hidrostática, cuyo
significado es “estática del agua”, pero en general se debe entender este
término como estática de fluidos. Los fluidos son sustancias que pueden fluir,
como consiguiente este término incluye tanto a los líquidos como a los gases.
En la estática de fluidos se presume que el fluido y los recipientes que lo
contienen están en reposo, situación que nos permite asegurar que estamos
estudiando fluidos ideales, siendo aquellos en los que no existe viscosidad.
Los líquidos tienen ciertas características frente a los sólidos y los gases, una
de ellas, por ejemplo, es que no tiene forma propia y adopta forma del
recipiente que lo contiene, pero si tiene volumen propio, el cual disminuye muy
poco cuando se ejerce sobre el grandes presiones, por tanto se consideran
prácticamente incomprensibles, y cuando deja de actuar la presión ejercida, el
líquido recobre rápidamente su volumen primitivo, por lo que su límite de
elasticidad es muy grande.
Los gases no tienen ni forma ni volumen propio, adquiere la forma y volumen
del recipiente cerrado que los contiene. Pero son susceptibles a cambiar su
volumen cuando se ejercen presiones, o si se someten a cambios de
temperatura, por tanto son comprensibles. Esto significa que los gases son
fuertemente dependientes de la presión y de la temperatura
A pesar de estudiar juntos a los estados líquido y gaseoso, existen ciertas
diferencias, las mismas que se manifiestan desde un punto de vista microscópico,
donde las moléculas y los átomos componentes ocupan posiciones poco definidas,
sin embargo los líquidos, tienen dispuestos sus moléculas con un grado de orden
muy limitado, en cambio las moléculas de los gases tienen un movimiento caótico
y sin ningún orden de posiciones.
Utilizando la difracción de rayos X, se ha estudiado la estructura de los líquidos,
cuyo resultado nos muestra que existe un cierto grado de regularidad en los
líquidos, que difiere mucho de una estructura cristalina.
Es posible aceptar que en los líquidos existen grupos de moléculas que tienen un
cierto grado de ordenamiento en una especie de red cristalina muy defectuosa, es
decir que no tiene un orden prolongado, existiendo también moléculas que no
tienen ningún ordenamiento. Debido a este tipo de red defectuosa, los líquidos
ofrecen poca resistencia a las fuerzas externas y los líquidos gozan de gran
fluidez.
En algunos líquidos cuando se los enfría, debido a la disminución de la energía
cinética de sus moléculas, no ocurre la cristalización, y en cambio aparecen
nuevas fases que tienen un carácter intermedio entre el estado sólido y liquido
entre estos tenemos a los vidrios y a los cristales líquidos.
2.2.
DENSIDAD ABSOLUTA
Es una propiedad de la materia y se representa por la letra griega rho ( 𝜌 ) y es
la relación que existe entre la masa de una sustancia y el volumen de la
misma, para el sistema intencional de unidades, se utiliza [
𝐾𝑔
].
𝑚3
𝑔
La densidad del agua en el sistema c.g.s. tiene el valor de 1 [𝑐𝑐], es decir 1[g]
de agua tiene un volumen de 1 [cc], valido para una temperatura de 4 [°C].
La densidad del agua en el sistema internacional de unidades es igual a
𝐾𝑔
1000[𝑚3 ].
Sin embargo, la densidad del agua está influenciada por la temperatura a la
cual se determina, cuyos valores se muestra en la siguiente tabla.
TABLA DENSIDADES DEL AGUA A DIFERENTES TEMPERATURAS
Temp
[°C]
0
1
2
3
4
5
Densidad
[kg/m3]
999.87
999.93
999.97
999.99
1000.0
999.99
Temp
[°C]
10
11
12
13
14
15
Densidad
[kg/m3]
999.73
999.63
999.52
999.40
999.27
999.13
Temp
[°C]
20
21
22
23
24
25
Densidad
[kg/m3]
998.23
998.02
997.80
997.57
997.33
997.08
Temp
[°C]
30
31
32
33
34
35
Densidad
[kg/m3]
995.68
995.37
995.06
994.73
994.40
994.06
6
7
8
9
999.97
999.93
999.88
999.81
16
17
18
19
998.97
998.80
998.62
998.43
26
27
28
29
996.82
996.55
996.27
995.98
36
37
38
39
993.71
993.36
992.99
992.62
El error que se comete al decir que la densidad del agua es la unidad, en el
sistema cegesimal de unidades, es del 0.00004 (cuatro cienmilésimas). Este error
no tiene importancia en los trabajos corrientes, tampoco en los asuntos
comerciales, pero si en los cálculos físicos de precisión.
Un ejemplo de la importancia que ha tenido el cálculo preciso de la densidad del agua, se
tiene en el descubrimiento del agua pesada que se emplea como moderador en los
reactores nucleares.
2.3.
PICNOMETROS
Un picnómetro es un frasco de vidrio, generalmente de recipiente cilíndrico, el
mismo que es un prolongado con un tubo capilar de tapón, en algunos
modelos lleva incorporado un termómetro.
2.4.
DESARROLLO MATEMATICO
Método del Picnómetro para Obtener la Densidad Absoluta de un Líquido
Por definición, la definición de la densidad absoluta de una sustancia, es:
𝑃𝑥 =
𝑚𝑎𝑠𝑎 𝐾𝑔
[ ]
𝑣𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑚3
Para el caso del agua y del líquido problema, se tiene:
𝑚𝑎𝑔𝑢𝑎
(1)
𝑉𝑎𝑔𝑢𝑎
𝑚𝑙𝑖𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜
(2)
=
𝑉𝑙𝑖𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜
𝜌𝑎𝑔𝑢𝑎 =
𝜌𝑙𝑖𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜
De las ecuaciones (1) y (2) despejamos el volumen del agua y del liquido, y los
igualamos, obteniendo:
𝑚𝑎𝑔𝑢𝑎 𝑚𝑙𝑖𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜
=
𝜌
𝜌𝑙𝑖𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜
Despejando la densidad absoluta del líquido problema, se tiene:
𝜌𝑙𝑖𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜 = (
𝑚𝑙𝑖𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜
𝐾𝑔
) 𝜌𝑎𝑔𝑢𝑎 [ 3 ]
𝑚𝑎𝑔𝑢𝑎
𝑚
(3)
La ecuación (3) representa la ecuación responsable para obtener la densidad
absoluta de un líquido problema, utilizando el método del picnómetro.
En este trabajo experimental se debe obtener la masa del agua y del líquido,
de las siguientes relaciones:
𝑚𝑎𝑔𝑢𝑎 = 𝑚1 − 𝑚0 [𝑔
]
𝑚𝑙𝑖𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜 = 𝑚2 − 𝑚0 [𝑔]
Dónde: 𝑚0 = 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑝𝑖𝑐𝑛𝑜𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 (𝑜 𝑓𝑟𝑎𝑠𝑐𝑜) 𝑣𝑎𝑐𝑖𝑜 [𝑔]
𝑚1 = 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑝𝑖𝑐𝑛𝑜𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 (𝑜 𝑓𝑟𝑎𝑠𝑐𝑜) 𝑐𝑜𝑛 𝑎𝑔𝑢𝑎, [𝑔]
𝑚2 = 𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑝𝑖𝑐𝑛𝑜𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 (𝑜 𝑓𝑟𝑎𝑠𝑐𝑜) 𝑐𝑜𝑛 𝑙𝑖𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜 𝑝𝑟𝑜𝑏𝑙𝑒𝑚𝑎, [𝑔]
2.5.
ANALISIS DE LAS VARIABLES QUE INTERVIENEN EN EL TRABAJO
EXPERIMENTAL
EXPRESION MATEMATICA
Formula que representa el fenómeno físico considerado la ec. (3):
𝑚2 − 𝑚0
𝐾𝑔
𝜌𝑙𝑖𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜 = (
) 𝜌𝑎𝑔𝑢𝑎 [ 3 ]
𝑚1 − 𝑚0
𝑚
IDENTIFICACION DE VARIABLES:
La identificación de las variables en el presente trabajo experimental son:
(VI) = 𝑚𝑎𝑔𝑢𝑎 [𝑔]
(VD) = 𝑚𝑙𝑖𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜 [𝑔]
LINEALIZACIÓN DE LA EC. (3)
La modificación de la ec. (3) para que represente una función lineal, es:
𝑚𝑙𝑖𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜 = 0 + (
𝜌𝑙𝑖𝑞𝑢𝑖𝑑𝑜
) 𝑚𝑎𝑔𝑢𝑎 [𝐾𝑔]
𝜌𝑎𝑔𝑢𝑎
3. MATERIAL Y EQUIPO
 Picnómetros o frascos pequeños
 Balanza electrónica o de brazo
 Termómetro
 Liquido problema y agua
 Material de limpieza y otros
4. MONTAJE DEL EXPERIMENTO
AGUA (LIQUIDO PATRÓN)
LÍQUIDO PROBLEMA
MATERIAL DE LIMPIEZA
EMBUDOS
TERMÓMETRO
BALANZA ELECTRÓNICA
PICNÓMETRO
5. EJECUCION DEL EXPERIMENTO
a) Con un termómetro determinar la temperatura ambiente
b) Utilizando una balanza obtener la masa del picnómetro o frasco vacío, m0.
c) Llenar el picnómetro o frasco con agua hasta un nivel definido, con preferencia
hasta el borde, luego obtener la masa del picnómetro con agua m1.
d) Vaciar el agua del picnómetro y secar el picnómetro o frasco, para luego
llenarlo con el líquido problema hasta el mismo nivel del inciso c), luego obtener la
masa del picnómetro frasco con el líquido problema, m2.
e) Realizar por lo menos seis ensayos con diferentes picnómetros o frascos.
6. OBTENCION Y REGISTRO DE DATOS EXPERIMENTALES
TABLA N°1
N°
1
2
3
4
5
6
𝒎𝟎 + ∆𝒎𝟎 [g]
18,90 ± 0,01
18,16 ± 0,01
18,70 ± 0,01
18,68 ± 0,01
19,15 ± 0,01
19,09 ± 0,01
𝒎𝟏 + ∆𝒎𝟏 [g]
50,43 ± 0,01
68,02 ± 0,01
51,71 ± 0,01
68,76 ± 0,01
68,36 ± 0,01
71,77 ± 0,01
𝒎𝟐 + ∆𝒎𝟐 [g]
42,17 ± 0,01
59,96 ± 0,01
43,58 ± 0,01
50,08 ± 0,01
60,19 ± 0,01
63,84 ± 0,01
7. CALCULOS Y GRAFICAS
Con los datos de tabla N°1, calcular de manera sumativa para los ensayos
TABLA N°2
N°
1
1+2
1+2+3
1+2+3+4
1+2+3+4+5
1+2+3+4+5+6
𝒎 (𝒂𝒈𝒖𝒂) + ∆𝒎 (𝒂𝒈𝒖𝒂) [kg]
0,05043 ± 0.00001
0,10029 ± 0.00001
0,15200 ± 0.00001
0,20208 ± 0.00001
0,25129 ± 0.00001
0,30397 ± 0.00001
𝒎 (𝒍𝒊𝒒) + ∆𝒎 (𝒍𝒊𝒒) [kg]
0,04217 ± 0.00001
0,08397 ± 0.00001
0,12755 ± 0.00001
0,16946 ± 0.00001
0,21050 ± 0.00001
0,25525 ± 0.00001
Con los datos de la tabla N°2 realizar los siguientes cálculos:
a) El valor de la densidad absoluta 𝜌 y su error ∆𝜌, por los Métodos de AJUSTE
DE LOS DATOS EXPERIMENTALES y CASOS FRECUENTES
respectivamente.
TABLA 3
𝒎 (𝒂)[𝒌𝒈]
𝒎 (𝒍) [𝒌𝒈] 𝒎 (𝒍)[𝒌𝒈]
VI
VD
VD’
0.04214
0.05043
0.04217
0.08401
0.10029
0.08397
0.12743
0.15200
0.12755
0.16948
0.20208
0.16946
0.21080
0.25129
0.21050
0.25504
0.30397
0.25525
1.06006
0.8889
0,1766766667 0.14815
N°
1
2
3
4
5
6
∑
𝑥̅
-
𝒎 (𝒂) ∗ 𝒎 (𝒍) [𝒌𝒈𝟐 ]
(VI * VD)
0.0021266331
0.0084213513
0.0193876000
0.0342614228
0.0528965450
0.0775883425
0.1946649487
𝒎 (𝒂)𝟐 [𝒌𝒈𝟐 ]
VI2
0.0025431849
0.0100580841
0.0231040000
0.0408363264
0.0634666410
0.0923977609
0.2320860204
Para el gráfico:
 Para 𝒎(𝒂𝒈𝒖𝒂)[𝒌𝒈] tenemos:
𝑳𝒐𝒏𝒈𝒊𝒕𝒖𝒅 𝑼𝒏𝒊𝒕𝒂𝒓𝒊𝒂
𝑼
𝑬=
=
𝑪𝒂𝒏𝒕𝒊𝒅𝒂𝒅 𝑴𝒂𝒈𝒏𝒊𝒕𝒖𝒅 𝑭í𝒔𝒊𝒄𝒂 𝑿𝑼
𝑬=
𝐿𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝐸𝑗𝑒 𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 ∗ 𝑅𝑎𝑛𝑔𝑜
50 ∗ 0.3
15
=
=
=
𝑅𝑎𝑛𝑔𝑜
𝑅𝑎𝑛𝑔𝑜
0.35 − 0.05 0.3
𝑬=

𝟏 𝒄𝒎
[ ]
𝟎. 𝟎𝟐 𝒌𝒈
Para 𝒎(𝒍𝒊𝒒)[𝒌𝒈] tenemos:
𝑬=
𝑬=
𝑳𝒐𝒏𝒈𝒊𝒕𝒖𝒅 𝑼𝒏𝒊𝒕𝒂𝒓𝒊𝒂
𝑼
=
𝑪𝒂𝒏𝒕𝒊𝒅𝒂𝒅 𝑴𝒂𝒈𝒏𝒊𝒕𝒖𝒅 𝑭í𝒔𝒊𝒄𝒂 𝑿𝑼
𝐿𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝐸𝑗𝑒 𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 ∗ 𝑅𝑎𝑛𝑔𝑜
50 ∗ 0.22
11
=
=
=
𝑅𝑎𝑛𝑔𝑜
𝑅𝑎𝑛𝑔𝑜
0.26 − 0.04 0.22
𝑬=
𝟏 𝒄𝒎
[
]
𝟎. 𝟎𝟐 𝒌𝒈
𝒎 (𝒍)𝟐 [𝒌𝒈𝟐 ]
VD2
0.0017783089
0.0070509609
0.0162690025
0.0287166916
0.0443102500
0.0651525625
0.1632777764
-
MÉTODO DE AJUSTE DE LOS DATOS EXPERIMENTALES
Aplicamos el método de corrección de mínimos cuadrados:

Cálculo de “b”
𝒃=
𝒃=
𝒏 ∑(𝑽𝑰)(𝑽𝑫) − ∑(𝑽𝑰) ∑(𝑽𝑫)
𝒏 ∑(𝑽𝑰)𝟐 − (∑(𝑽𝑰))𝟐
6(0.1946649487) − (1.06006)(0.8889)
6(0.2320860204) − (1.06006)2
𝒃 = 𝟎, 𝟖𝟑𝟗𝟕𝟎𝟏𝟏𝟐𝟕𝟔

Cálculo de “a”
𝒂=
𝒂=
∑(𝑽𝑫) − 𝒃 ∑(𝑽𝑰)
𝒏
0.8889 − (𝟎, 𝟖𝟑𝟗𝟕𝟎𝟏𝟏𝟐𝟕𝟔)(1.06006)
6
𝒂 = −𝟎. 𝟎𝟎𝟎𝟐𝟎𝟓𝟓𝟗𝟔𝟐𝟐𝟎𝟔 [𝒌𝒈]

Cálculo de “r” (coeficiente de correlación)
𝒓=
𝒓=
𝒏 ∑(𝑽𝑰)(𝑽𝑫) − ∑(𝑽𝑰) ∑(𝑽𝑫)
√[𝒏 ∑(𝑽𝑰)𝟐 − (∑(𝑽𝑰))𝟐 ][𝒏 ∑(𝑽𝑫)𝟐 − (∑(𝑽𝑫))𝟐 ]
6(0.1946649487) − (1.06006)(0.8889)
√[6(0.2320860204) − (1.06006)2 ][6(0.1632777764) − (0.8889)2 ]
𝒓 = 𝟎. 𝟗𝟗𝟗𝟗𝟗𝟕𝟓𝟔𝟑

Igualamos la pendiente “b” con el término de la ecuación linealizada que
representan la pendiente
𝑚 (𝑙𝑖𝑞) = 𝒂 + 𝒃[𝑚 (𝑎𝑔𝑢𝑎)] … 𝟏
𝜌(𝑙𝑖𝑞)
𝑚 (𝑙𝑖𝑞) = 0 + (
) [𝑚 (𝑎𝑔𝑢𝑎)] … 𝟐
𝜌(𝑎𝑔𝑢𝑎)
De la relación obtenemos que:
𝜌(𝑙𝑖𝑞)
(
)=𝑏
𝜌(𝑎𝑔𝑢𝑎)
𝜌(𝑙𝑖𝑞) = 𝑏 ∗ 𝜌(𝑎𝑔𝑢𝑎) = 𝟎, 𝟖𝟑𝟗𝟕𝟎𝟏𝟏𝟐𝟕𝟔 ∗ 𝟗𝟗𝟗. 𝟓𝟐 [
𝜌(𝑙𝑖𝑞) = 𝟖𝟑𝟗. 𝟐𝟗𝟖𝟎𝟕𝟏𝟏 [
-
𝐤𝐠
]
𝐦𝟑
𝐤𝐠
]
𝐦𝟑
MÉTODO DE CASOS FRECUENTES
Aplicamos la fórmula:
∆(𝑉𝐼) 2
∆(𝑉𝐷) 2
√
∆𝑶𝒃 = (
) +(
) ∗ 𝑂𝑏
𝑉𝐼
𝑉𝐷
∆𝒎 (𝒂𝒈𝒖𝒂) 2
∆𝒎 (𝒍𝒊𝒒) 2
∆𝑶𝒃 = √(
) +(
) ∗ 𝜌(𝑙𝑖𝑞)
𝒎 (𝒂𝒈𝒖𝒂)
𝒎 (𝒍𝒊𝒒)
∆𝝆𝒓(𝒙)
= √(
0.00001
0,1766766667
2
) +(
0.00001
2
) ∗ 𝟖𝟑𝟗. 𝟐𝟗𝟖𝟎𝟕𝟏𝟏
0.14815
∆𝝆𝒓(𝒙) = 0.07393335022
-
FINALMENTE EXPRESAMOS EL RESULTADO FINAL COMO:
𝝆𝒍𝒊𝒒 = 𝟖𝟑𝟗, 𝟑𝟎 ± 𝟎. 𝟎𝟕 [
𝒌𝒈
]
𝒎𝟑
b) El valor de la densidad absoluta 𝜌 y su error ∆𝜌, por los Métodos de CALCULO
DE ERRORES y REGLA DE LAS DERIVADAS PARCIALES respectivamente.
Valores promedio:
𝑚 (𝑎𝑔𝑢𝑎) = 𝟎. 𝟏𝟕𝟔𝟔𝟕𝟔𝟔𝟔𝟔𝟕
𝑚 (𝑙𝑖𝑞) = 𝟎. 𝟏𝟒𝟖𝟏𝟓
-
MÉTODO DE CÁLCULO DE ERRORES
Reemplazamos en la fórmula
𝜌(𝑙𝑖𝑞) = (
𝜌(𝑙𝑖𝑞) = (
𝑚 (𝑙𝑖𝑞)
) ∗ 𝜌(𝑎𝑔𝑢𝑎)
𝑚 (𝑎𝑔𝑢𝑎)
0.14815 [𝑚3 ]
𝐤𝐠
) ∗ 𝟗𝟗𝟗. 𝟓𝟐 [ 𝟑 ]
3
0.1766766667[𝑚 ]
𝐦
𝝆𝒍𝒊𝒒 = 𝟖𝟑𝟖, 𝟏𝟑𝟒𝟗𝟒𝟒𝟔
-
MÉTODO DE “REGLA DE LAS DERIVADAS PARCIALES”
𝝏𝑶𝒃
𝝏𝑶𝒃
∆𝝆𝒍𝒊𝒒 = |
∆𝝆𝒍𝒊𝒒 = |−
∆𝜌𝑙𝑖𝑞 = |−
𝝏𝑽𝑰
| ∗ [∆𝑽𝑰] + |
| ∗ [∆𝑽𝑫]
𝝏𝑽𝑫
𝒎(𝒍𝒊𝒒) ∗ 𝝆(𝒂𝒈𝒖𝒂)
𝝆(𝒂𝒈𝒖𝒂)
𝒎(𝒂𝒈𝒖𝒂)𝟐
𝒎(𝒂𝒈𝒖𝒂)
| ∗ [∆𝒎 (𝒂𝒈𝒖𝒂)] + |
0,14185 ∗ 999,52
999,52
| ∗ [0.00001] + |
| ∗ [0.00001]
2
(0,1766766667)
0,1766766667
∆𝝆𝒓(𝒙) = 𝟎. 𝟏𝟎𝟏𝟗𝟗𝟓𝟎𝟎𝟐𝟐
-
| ∗ [∆𝒎(𝒍𝒊𝒒) ]
FINALMENTE EXPRESAMOS EL RESULTADO FINAL COMO:
𝒌𝒈
𝝆𝒍𝒊𝒒 = 𝟖𝟑𝟖, 𝟏 ± 𝟎. 𝟏 [ 𝟑 ]
𝒎
8. CUESTIONARIO
-
a) Determinar la densidad relativa y el peso especifico del liquido problema.
Para la densidad relativa se tiene la siguiente expresión:
𝑫𝑹 =
𝝆(𝒍𝒊𝒒)
𝝆(𝒑𝒂𝒕𝒓ó𝒏)
Donde:
 El líquido patrón es el agua a la temperatura de 12°C:. 999,52 [kg/m3]
 Tomamos en cuenta para la densidad del líquido problema el valor
obtenido por el método de Ajuste de Datos Experimentales:. 838,7
[kg/m3]
Por lo tanto reemplazando datos en la ecuación tenemos:
𝐷𝑅 =
𝜌(𝑙𝑖𝑞)
839,30
=
𝜌(𝑎𝑔𝑢𝑎) 999,52
𝑫𝑹 ≅ 𝟎, 𝟖𝟑𝟗𝟕𝟎𝟑𝟎𝟓𝟕𝟓
-
Para el peso específico del problema se tiene la siguiente expresión:
𝜸 = 𝝆(𝒍𝒊𝒒) ∗ 𝒈
Donde:
 Tomamos en cuenta para la densidad del líquido problema el valor
obtenido por el método de Ajuste de Datos Experimentales:. 838,7
[kg/m3]
 El valor de la gravedad es el utilizado en Oruro :. 9,76 [m/s2]
Por lo tanto reemplazando datos en la ecuación tenemos:
𝛾 = 𝜌(𝑙𝑖𝑞) ∗ 𝑔 = 839,30 ∗ 9,76
𝜸 ≅ 𝟖𝟏𝟗𝟏, 𝟓𝟔𝟖
9. CONCLUSIONES
-
Habiéndose realizado el presente trabajo experimental se presentaron los
siguientes resultados:
Se logró determinar la densidad absoluta de un líquido problema mediante el
método del picnómetro o frasco; obteniéndose los siguientes resultados:
Por el método de Ajuste de Datos Experimentales y Casos frecuentes se obtuvo el
valor de:
𝝆𝒍𝒊𝒒 = 𝟖𝟑𝟗, 𝟑𝟎 ± 𝟎. 𝟎𝟕 [
𝒌𝒈
]
𝒎𝟑
Por el método de Cálculo de Errores y la Regla de las Derivadas Parciales se
obtuvo el valor de:
𝒌𝒈
𝝆𝒍𝒊𝒒 = 𝟖𝟑𝟖, 𝟏 ± 𝟎. 𝟏 [ 𝟑 ]
𝒎
Basándose en estos resultados se llegó a conclusión de que el líquido problema
llega a ser el alcohol según la tabla de densidades de líquidos (ANEXOS)
10. BIBLIOGRAFIA CONSULTADA
-Leyva H. , Leyva R. (2012). Moshera (ed.). Fisica II. ISBN 978-9972-813-70-2
-Serway-Jewett . CENGACE Learning (ed.) FISICA vol.1.novena ed ISBN 978-1133-95415-6
-Pérez Terrel Walter. MEGABYTE s.a.c. (ed.) Fisica II Teoría y Problemas.
ISBN:978-612-4005-11-4
-Mott Robert.PEARSON (ed.) Mecánica de Fluidos ISBN 978-607-32-3288-3
11. ANEXOS
11.1.
COMPLEMENTO TEÓRICO: ¿QUÉ DE PICNÓMETRO?
El Picnómetro es un instrumento de medición cuyo volumen es conocido y permite
conocer la densidad o peso específico de cualquier fluido ya sea líquido o sólido
mediante gravimetría a una determinada temperatura. La metodología que estudia los
resultados obtenidos mediante este instrumento se denomina Picnometría.
El primer picnómetro fue diseñado por el persa Abu Raihan Muhammad al-Biruni (9731048).
11.1.1. Descripción
El picnómetro consta de un envase generalmente en forma de uso achatado en su
base o cilíndrico de volumen calibrado construido por lo general con vidrio o acero
inoxidable y que dispone de un tapón provisto de un finísimo capilar, de tal manera
que puede obtenerse un volumen con gran precisión. Esto permite medir la
densidad de un fluido, en referencia a la de un fluido de densidad conocida como
el agua (usualmente) o el mercurio (poco usado por ser tóxico).
11.1.2. Tipos
Para los líquidos poco viscosos se utilizan picnómetros de vidrio de 10 o 25 ml.
Normalmente, para la determinación de la densidad de algunos productos
especiales como las pinturas, se utilizan picnómetros metálicos cilíndricos.
Para los sólidos al estado de material particulado se usa un picnómetro sin tapa,
de acero inoxidable de forma cilíndrica de 25 a 50 ml que se llena hasta el tope.
Para líquidos menos viscosos (<20.000 cps centipoise) se usa un picnómetro de
vidrio de boca ancha usualmente de 25-30 ml de capacidad.
Para productos muy viscosos tales como pinturas, pastas, oleosos y similares, se
usa un cilindro calibrado de acero inoxidable de 25-50 ml de capacidad con tapa
perforada al centro
11.2.
DENSIDAD RELATIVA: DEFINICIÓN
La densidad relativa es una comparación de la densidad de una sustancia con la
densidad de otra que se toma como referencia: Ambas densidades se expresan en las
mismas unidades y en iguales condiciones de temperatura y presión. La densidad
relativa es adimensional (sin unidades), ya que queda definida como el cociente de
dos densidades.
La densidad relativa está definida como el cociente entre la densidad que
primordialmente es de una sustancia y la de otra sustancia tomada como referencia,
resultando:
𝝆(𝒍𝒊𝒒)
𝝆(𝒑𝒂𝒕𝒓ó𝒏)
Donde: 𝜌(𝑙𝑖𝑞): densidad del líquido problema
𝜌(𝑝𝑎𝑡𝑟ó𝑛):densidad del líquido patrón (generalmente agua)
𝑫𝑹 =

Para los líquidos y los sólidos, la densidad de referencia habitual es la del agua
líquida a la presión de 1 atm y la temperatura de 4 °C. En esas condiciones, la
densidad absoluta del agua es de 1000 kg/m3

Para los gases, la densidad de referencia habitual es la del aire a la presión de 1
atm y la temperatura de 0 °C.
También se puede calcular o medir la densidad relativa como el cociente entre los
pesos o masas de idénticos volúmenes de la sustancia problema y de la sustancia de
referencia:
11.3.
TABLA DE DENSIDADES DE LOS LÍQUIDOS MÁS COMUNES