FyQ 3

Práctica 1: CÁLCULO DE LA DENSIDAD DE UN SÓLIDO
Fundamento: Concepto de densidad
Muchas veces habrás oído que, por ejemplo, la madera pesa menos que el agua y por
eso flota, o que el plomo pesa más que el hierro.
Ninguna de las dos afirmaciones son verdad. Haremos la pregunta de otra forma ¿Qué
pesa más un cubo lleno de agua o un pequeño dado de madera? ¿Ahora resulta que el
agua pesa más que la madera?
Hierón II, rey de Siracusa en el siglo III a.C. encargó a un orfebre una corona, para lo
que le entregó una determinada cantidad de oro. Pasado un tiempo recibió una corona
de exactamente el mismo peso del oro que le dio.
Empezó a correr el rumor de que el artesano no hubiese
obrado rectamente; podría haberse guardado parte del oro
que le habían entregado y haberlo sustituido por plata o
cobre.
Así que Hierón encargó a su sobrino Arquímedes averiguar si la corona era de oro puro.
En estos tiempos eso sería muy fácil, no habría mas que hacer un análisis, pero
Arquímedes solamente tenía sus manos, y su cabeza, claro.
Arquímedes sabía que como el cobre y la plata son más ligeros que el oro, si el orfebre
hubiese añadido cualquiera de estos metales a la corona, ocuparían un espacio mayor
que el mismo peso de oro, es decir que la corona tendría mayor volumen que si fuera de
oro puro. Lo que no sabía Arquímedes era cómo medir el volumen de la corona.
Sin dejar de darle vueltas fue a darse un baño. De repente se
dio cuenta de que al sumergirse en el agua desplazaba un
volumen igual al de su cuerpo y salió corriendo y gritando
“eureka, eureka”. Efectivamente, pidió a su tío la corona y
una cantidad de oro igual a la que en su día entregó al
orfebre y al introducirlas en la misma cantidad de agua
comprobó que la corona desplazaba más agua, es decir tenía
un volumen mayor y que por tanto no era de oro puro.
La respuesta está en la densidad, es decir en comparar la masa de los cuerpos, pero
tomando un mismo volumen de todos ellos, es decir, la densidad es la masa por unidad
de volumen:
densidad =
masa
volumen
La densidad es una propiedad característica de la materia, es decir que cada sustancia
tiene una densidad diferente y por tanto puede servir para identificarla.
Sustancia
Densidad (g/cm3)
Aire
0.0013
Madera (Roble)
0.75
Hielo
0.92
Sodio
0,97
Agua
1.00
Aluminio
2.70
Zinc
7,13
Hierro
7.85
Cobre
8,50
Plata
10.50
Plomo
11,35
Mercurio
13,55
Oro
19.32
Visto de otra forma podría ser:
Ahora parece tener sentido las preguntas del principio. Cuando decimos que la madera
pesa menos que el agua, o que el plomo pesa más que el hierro, estamos sin darnos
cuenta comparándolo con “iguales volúmenes” de cada sustancia, es decir estamos
estrictamente hablando de densidad.
Así que hablando con exactitud deberíamos decir que la densidad de la madera es menor
que la del agua, y que la densidad del plomo es mayor que la densidad del hierro.
Material necesario:
cilindro
probeta
balanza
calibre
Procedimiento:
Ponemos una determinada cantidad de agua en la probeta y medimos el volumen que
ocupa. Luego introducimos el cilindro en el agua y anotamos el nuevo volumen.
Restando obtenemos el volumen del cilindro.
También, al tratarse de un cuerpo regular, podemos obtener el volumen del cilindro con
la ayuda del calibre midiendo su diámetro y la altura, ya que como sabemos:
Vcilindro = AreaBase ⋅ Altura = π R 2 ⋅ h
La masa del cilindro se obtiene con la ayuda de la balanza electrónica.
Recogida de datos:
Masa del cilindro
Volumen inicial de agua
Volumen con el cuerpo
VOLUMEN (Diferencia)
Diámetro
Radio
Altura
VOLUMEN
Tratamiento de los datos obtenidos:
densidad =
masa
=
volumen
=
gr/cm3
Responde razonadamente a las siguientes preguntas:
1. Con la ayuda de la tabla anterior, ¿Podrías decir de qué está hecho tu cilindro?
2. ¿Crees que tu cilindro flotará en mercurio?