INFORME DE LABORATORIO
Víctor Alfonso Barragán Hernández
Fredy Arbey Camayo Ortiz
Meyer Alejandro Flórez Aranda
Paul Sebastián Murillo Calderón
ITFIP
TECNOLOGIA EN GESTION DE LA CONSTRUCCION
MECANICA DE FLUIDOS
ESPINAL - TOLIMA
2013
OBJETIVOS
Aplicar los conceptos teóricos de los fluidos en la práctica de
laboratorio.
Conocer los instrumentos de laboratorio y saber utilizarlos en cada
uno de los procedimientos.
Observar el comportamiento o reacción de cada uno de los materiales
sólidos y líquidos utilizados en el presente laboratorio.
Identificar la masa de los materiales sólidos y líquidos utilizados, y
a su vez determinar las densidades de estos.
MARCO TEÓRICO
DENSIDAD: Es la cantidad de masa contenida en un determinado volumen de una
sustancia, la densidad nos da el grado de compactación de un material.
PESO ESPECÍFICO: El peso es la fuerza que ejerce el planeta para atraer a
los cuerpos. La magnitud de la fuerza en cuestión también se conoce como
peso. Peso, por otra parte, se suele usar como sinónimo de masa, aunque
este concepto nombra específicamente el nivel de materia del cuerpo (más
allá de la fuerza gravitatoria).
Con esto en mente, podemos definir la noción de peso específico, que es el
vínculo existente entre el peso de una cierta sustancia y
el volumen correspondiente. Puede expresarse en newtons sobre metro
cúbico (en el Sistema Internacional) o en kilopondios sobre metro
cúbico (en el Sistema Técnico).
GRAVEDAD ESPECÍFICA: El fluido de referencia será el agua pura a 4ᵒ C; el
agua tiene su mayor densidad precisamente a esta temperatura, entonces, La
gravedad específica se define como la razón de la densidad de una sustancia
a la densidad del agua a 4ᵒ C.
VISCOSIDAD: Es la facilidad con que fluye un determinado fluido. La
viscosidad es una magnitud que representa la "resistencia a fluir" o
densidad de un fluido. A mayor viscosidad, más espeso es el fluido; y a
mayor viscosidad, menos espeso.
La viscosidad es la propiedad del fluido en virtud de la cual, este ofrece
resistencia a las tensiones de cortadura.
CAPILARIDAD: La capilaridad es una propiedad de los líquidos que depende de
su tensión superficial (la cual, a su vez, depende de la cohesión o fuerza
intermolecular del líquido), que le confiere la capacidad de subir o bajar
por un tubo capilar.
ADHESION: Fuerza de atracción que experimentan las partículas de dos
sustancias diferentes puestas en contacto. Estas se mantienen juntas por
fuerzas intermoleculares, por ejemplo, las fuerzas que actúan entre las
partículas de un líquido y de un sólido.
COHESION: Es la atracción entre moléculas que mantiene unidas las
partículas de una sustancia. La cohesión es diferente de la adhesión; la
cohesión es la fuerza de atracción entre partículas adyacentes dentro de un
mismo cuerpo, mientras que la adhesión es la interacción entre las
superficies de distintos cuerpos.
En el agua la fuerza de cohesión es elevada por causa de los puentes de
hidrogeno que mantienen las moléculas de agua fuertemente unidas, formando
una estructura compacta que la convierte en un liquido casi incompresible.
Al no poder comprimirse puede funcionar en algunos animales como un
esqueleto hidrostático, como ocurre en algunos gusanos perforadores capaces
de agujerear la roca mediante la presión generada por sus líquidos
internos.
Tensión superficial: es una fuerza que como su nombre lo indica produce
efectos de tención en la superficie de los líquidos, allí donde el fluido
entra en contacto con otro fluido no miscible, particular mente un liquido
con un gas o con un contorno solido.
Menisco:
En física, el menisco es la curva volteada de la superficie de un líquido
que se produce en respuesta a la superficie de su recipiente. Esta
curvatura puede ser cóncava o convexa, según si las moléculas del líquido y
las del recipiente se atraen (agua y vidrio) o repelen (mercurio y vidrio),
respectivamente.
La concavidad del menisco se origina cuando las fuerzas de adhesión entre
las moléculas de un líquido y las paredes del recipiente que lo contiene
son mayores que las fuerzas de cohesión del líquido. La convexidad del
menisco surge cuando las fuerzas de cohesión son mayores que las de
adhesión. De hecho la forma del menisco está relacionada con la altura de
un líquido en un capilar a través de la ley de Jurin.
A: Menisco cóncavo
B: Menisco convexo.
La línea discontinua representa el plano tangente que debe tenerse en
cuenta para enrasar.
Presión de vapor: La presión de vapor es la presión de un sistema cuando el
sólido o líquido se hallan en equilibrio con su vapor.
Los vapores y los gases, tienden a ocupar el mayor volumen posible y
ejercen así sobre las paredes de los recintos que los contienen, una
presión también llamada, fuerza elástica o tensión. Para determinar un
valor sobre esta presión se divide la fuerza total por la superficie en
contacto.
Principio de Arquímedes: El principio de Arquímedes es un principio físico
que afirma que: «Un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido en
reposo, recibe un empuje de abajo hacia arriba igual al peso del volumen
del fluido que desaloja». Esta fuerza1 recibe el nombre de empuje
hidrostático o de Arquímedes, y se mide en newton (en el SIU). El principio
de Arquímedes se formula así:
o bien
Flotación: Mantenimiento de un cuerpo sobre la superficie de un líquido el
fenómeno de la flotación tiene lugar cuando la densidad de un cuerpo es
menor que la del líquido sobre el que se encuentra.
PROCEDIMIENTO
ELEMENTOS Y EQUIPOS EMPLEADOS
BURETAS: Son tubos largos graduados, de diámetro interno uniforme en toda
su extensión, provista de una llave o adaptadas con una pinza de Mohr, de
tal manera que permiten verter un líquido gota a gota. Se usan para emitir
cantidades variables de líquido con gran exactitud y precisión, y por lo
tanto, presentan varias subdivisiones.
GRAMERA DE TRES BRAZOS: Es una balanza de precisión, Mide las cantidades
exactas de ingredientes sólidos y líquidos sin tenerse que enfrentar a
medidores de tazas u otros contenedores.
PIPETA: Una pipeta es un recipiente que se emplea en los laboratorios para
llevar un líquido de un lugar a otro. Se trata de un tubo que, por lo
general, cuenta con un ensanchamiento en el medio y que dispone de algún
tipo de tapón en su parte superior para que el líquido en cuestión no se
derrame.
Las pipetas tienen reglas o escalas que ayudan a saber, de manera exacta,
cuánto líquido albergan en su interior. Su superficie es transparente, de
modo que se pueda observar el líquido y la mencionada escala.
BEAKER: Un beaker es un envase parecido a un vaso, se llama también vaso de
precipitado y se usa para disolver sólidos y hacer disoluciones, hacer
mezclas, etc., es uno de los materiales de vidrio más usados en los
laboratorios.
PROBETA: La probeta o cilindro graduada es un instrumento volumétrico,
hecho de vidrio, que permite medir volúmenes y sirve para contener
líquidos.
Está formado por un tubo generalmente transparente de unos centímetros de
diámetro y tiene una graduación desde 0 ml hasta el máximo de la probeta,
indicando distintos volúmenes. En la parte inferior está cerrado y posee
una base que sirve de apoyo, mientras que la superior está abierta (permite
introducir el líquido a medir) y suele tener un pico (permite verter el
líquido medido). Generalmente miden volúmenes de 25 o 50 ml, pero existen
probetas de distintos tamaños; incluso algunas que pueden medir un volumen
hasta de 2000 ml.
DATOS DE LABORATORIO REALIZADO EN CLASE
MASA DE PROBETAS:
Probeta de 100 ml: 118,8 gramos
Probeta de 500 ml: 344,5 gramos
DENSIDAD DE LÌQUIDOS
AGUA
VOLUMEN: 100 ml
MASA: masa total - Masa probeta de 500 ml
MASA: 439,6 gramos – 344,5 gramos = 95,1 gramos
DENSIDAD: 95,1 gramos /100 ml= 0,951 gramos/ ml
ACEITE
VOLUMEN: 30 ml
MASA: masa total - Masa probeta de 100 ml
MASA: 145,1 gramos – 118,8 gramos = 26,3 gramos
DENSIDAD: 26.3 gramos /30 ml= 0.877 gramos/ml
GLICERINA
VOLUMEN: 15 ml
MASA: masa total - Masa probeta de 100 ml
MASA: 138,1 gramos – 118,8 gramos = 19,3 gramos
DENSIDAD: 19,3 gramos /15 ml= 1,29 gramos/ml
DENSIDAD DE SÓLIDOS
MASAS VOLUMENES
PLOMO: 139,1 gramos PLOMO: 13 ml
COBRE: 126,7 gramos COBRE: 3 ml
Hierro: 119,1 gramos HIERRO: 15 ml
PLOMO: 139,1 gramos/13 ml= 10,7 gramos/ml
COBRE: 126,7 gramos/3 ml= 42,23 gramos/ml
HIERRO: 119,1 gramos/15 ml= 7,94 gramos/ml
DENSIDAD AGUA SALADA
VOLUMEN: 40 ml
MASA: masa total - Masa probeta de 100 ml
MASA: 166,3 gramos – 118,8 gramos = 47,5 gramos
DENSIDAD: 47,5 gramos /40 ml= 1,188 gramos/ml
PORCENTAJE DE ERROR
% error=
Agua: % error:
% error: 4.9%
Aceite: % error:
% error: 4.7%
Glicerina: % error:
% error: -2.4%
Agua salada: % error:
% error: -15.34%
Plomo: % error:
% error: 5.3%
Cobre: % error:
% error: -373.43%
Hierro: % error:
% error: -1.02%
CAUSAS DE ERROR
Los materiales utilizados no son puros es decir, su composición no es
exactamente el 100% del material, puede estar mezclado o aleado con
otra sustancia o material respectivamente, lo cual altera la
densidad.
Para los líquidos, al hacer lectura del volumen no se tiene en cuenta
el menisco.
Al momento de tomar la masa se lee sin exactitud las reglas de medida
de la balanza o, se desnivela la misma.
La densidad del agua salada se altera puesto que al hacer la mezcla de
la sal con el agua, no se sabe ciertamente en que proporción de cada
sustancia se debe tomar, para que tenga cierta coincidencia con la
densidad real.
El nivel de precisión con que se mide la masa o la exactitud de la
numeración demarcada en los elementos que miden el volumen.
CONCLUSIONES
Es muy importante conocer el comportamiento de los fluidos, sus
densidades (y la forma de calcularlas), en fin, todas sus
características físico-químicas.
Gracias al principio de Arquímedes podemos demostrar como obtener
los volúmenes de diferentes materiales que no son fáciles de medir,
son deformes o, presentan muchas formas volumétricas.
Mediante el trabajo de laboratorio, se puede demostrar de forma
práctica que todas las leyes y propiedades de los fluidos y
materiales, se pueden demostrar.
Pudimos conocer los instrumentos utilizados en un laboratorio, la
forma de manipularlos y utilizarlos adecuadamente.
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M.G
V= L x L x L
Menos viscoso
Más viscoso
