UNIVERSIDAD DE CARTAGENAFACULTAD DE INGENIERÍAPROGRAMA DE ING. CIVIL

INFORME DE LABORATORIOMECÁNICA DE FLUIDOS

DETERMINACIÓN DE DENSIDADES, PESO ESPECÍFICO Y DENSIDAD RELATIVA DE VARIOS FLUIDOS

[1] Cardona F, [1] Cogollo A, [1] Galindo M, [1] Salcedo C, [1] Suarez A, [2] Roca J.

[1] Estudiantes de V semestre de Ingeniería Civil de la Universidad de Cartagena.[2] Docente Guía en la práctica de laboratorio de Mecánica de fluidos

Cartagena de Indias D. T. y C., 18 de Marzo de 2016

RESUMEN:

El objetivo de este laboratorio fue la determinación del peso específico y densidad relativa de distintos tipos de fluidos, para esto primero se establecieron las condiciones ambientales que se encontraban los fluidos como la presión atmosférica y la temperatura, al determinar estas condiciones se empezó a medir su densidad y su peso por el volumen que ocupaban. En la práctica se comparó la densidad de estos fluidos con la del agua, hallando su densidad relativa, además como resultado pudimos ver que al agregarle sal al agua su densidad va aumentando al igual que su peso específico.

PALABRAS CLAVES: Densidad, peso específico, fluido, presión, temperatura.

ABSTRACT:

The objective of this lab was the determination of the specific weight and relative density of different types of fluids, for this we first settled the conditions of the environment, like the atmosphere pressure and the temperature, after this conditions were settled we started to measure the density and weight for the volume occupied. In the practice we compare the density of the fluids with the density of the water, finding the relative density, another important observation was that when we add salt to the water the density raises and the same happens with his specific weight.

Keywords: density, specific weight, fluid, pressure, temperature.

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1. INTRODUCCIONComo dice el mismo la mecánica de fluidos es la rama de la física la cual estudia el movimiento de los fluidos y la fuerza que estos ejercen, para poder lograr esto es importante tener claro el concepto de peso específico y de densidad relativa. Estas dos propiedades son de gran importancia puesto que en la práctica tienen una gran influencia dependiendo del uso que se le vaya a dar al fluido. Es por esto que es importante aprender a determinar estas propiedades en distintos tipos de fluidos, para el posterior uso de estos.

2. OBJETIVOS

- Estudiar los conceptos de densidad absoluta y peso específico.

- Determinar la densidad absoluta y el peso específico de diferentes fluidos.

3. MARCO TEORICO

- Densidad [1]: La densidad es una magnitud referida a la cantidad de masa contenida en un determinado volumen, y puede utilizarse en

términos absolutos o relativos.

La densidad absoluta o densidad específica, expresa la masa por unidad de volumen. Cuando no se hace ninguna aclaración al respecto, el término «densidad» suele entenderse en el sentido de densidad absoluta.

Ρ=MV… (ecuación1)

Donde:M: masa en kg (SI)V: volumen en m3 (SI)

La densidad relativa o aparente expresa la relación entre la densidad de una sustancia y una densidad de referencia, resultando una magnitud adimensional y, por tanto, sin unidades.

- Peso específico [2]: El peso específico es aquel que relaciona el peso de un componente con su volumen, quedando representado con las siguientes formulas:

ᵧ=wv…(ecuación 2)

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a. Relación entre el peso y el volumen

ᵧ=mgv…(ecuación3)

b. Relación entre la densidad y el peso específico.

ᵨ= ᵧg…(ecuación 4)

c. Relación entre la densidad y el peso específico.

ᵧ=ᵨg…(ecuación 5)

d. Resultado de despejar peso específico en la expresión anterior.

4. INSTRUMENTOS Y MATERIALES

Los materiales utilizados en la práctica fueron los siguientes:

Hidrómetro Probeta Agua Aceite de Ricino Glicerina Aceite Havoline Motor Oil Sae

50 Miel de abeja Aceite Mobil 1 0W-40 Aceite Shell Rimula R3 X 15W-

40

5. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Debido a que la densidad absoluta es un valor definido en función de la temperatura y la presión, para poder determinarla fue necesario tomar primero estos valores.

La presión y temperatura del lugar al momento de la toma de valores fueron de 750mmHg y de 30°C.

Luego se procedió a tomar la temperatura de cada fluido, resaltando que cada uno estaba en una probeta diferente.

Para determinar las densidades de los fluidos se utilizó un hidrómetro con una escala que fuera apropiada para el fluido en cuestión, se dejaba caer dentro de éste y se esperaba hasta que dejara de hundirse para finalmente tomar la respectiva

medida de la densidad en gcm3 .

Los datos obtenidos para las densidades de los fluidos pueden encontrarse en la Tabla 1.

Para la toma de densidades del agua con diferentes gramos de sal disueltos en ésta, se procedió a tomar la densidad del agua sin sal disuelta, luego se le añadió 20 gramos y se revolvió hasta disolverse para tomar la medida de la densidad. Este proceso se repitió con añadiduras de 20 gramos entre cada medición hasta llegar a 100 gramos de sal disuelta en el agua.

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6. ANÁLISIS DE RESULTADOS

Por medio de las mediciones realizadas en el laboratorio con una presión de 750 mmHg a 30°C de temperatura ambiente,

se obtuvieron las densidades absolutas de algunos fluidos, a partir de este dato podemos hallar el peso específico de cada fluido, haciendo los debidos cambios de unidades, de gramos a kilogramos, y de centímetros cúbicos a metros cúbicos, para expresar estas propiedades en

las unidades establecidas por el SI. Luego partiendo que la densidad del agua a 4°C es 1000 Kgm3 se halla la densidad relativa

de estos fluidos con respecto a la del agua. Lo que se registra en la siguiente tabla:

Fluido Temperatura Densidad Peso específico

Densidad relativa

Densidad teórica

Error

Aceite Mobil 29°C 840 Kgm3 8232

Nm3 0.84 850

Kgm3

1,17%

Aceite Ricino 29.5°C 955 Kgm3 9359

Nm3 0.955 960

Kgm3

1.04%

Aceite Rimula

29°C 885 Kgm3 8673

Nm3 0.885 882

Kgm3

0.34%

Glicerina 28°C 1155 Kgm3 11319

Nm3 1.155

1260 Kgm3

8.33%

Havoline 29.5°C 875 Kgm3 8575

Nm3 0.875 893

Kgm3

2.01%

Miel 28°C 1450 Kgm3 14210

Nm3 1.45

1440 Kgm3

0.69%

Tabla 1. Densidades de los fluidos a disposición

Además se realizó la prueba experimental para comprobar el comportamiento de la densidad en el agua cuando se le agrega sal, lo que se registra aquí:

Fluido Temperatura Densidad Peso específico Densidad relativa

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Agua con 20g de sal

28°C 1025Kgm3 10045

Nm3 1.025

Agua con 40g de sal

28°C 1050 Kgm3 10290

Nm3 1.05

Agua con 60g de sal

28°C 1075 Kgm3 10535

Nm3 1.075

Agua con 80g de sal

28°C 1100Kgm3 10780

Nm3 1.1

Agua con 100g de sal

28°C1110

Kgm3 10045

Nm3

1.11

Tabla 2. Densidad del agua para distintas cantidades de sal disuelta en ésta

En la siguiente grafica se encuentra la grafica de densidad absoluta contra gramos de sal:

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110980

1000

1020

1040

1060

1080

1100

1120f(x) = 1.1 x + 1006R² = 0.981744421906694

Grafica 1. Densidad contra gramos con sal.

7. CONCLUSIONES

Al concluir la práctica de densidad absoluta y peso

específico, se logró calcular la densidad absoluta y el peso específico de distintos fluidos ayudados de los materiales del

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laboratorio. Los datos obtenidos pueden tener erros como motivo del no correcto uso de los instrumentos de laboratorio por parte de los practicantes o el no correcto funcionamiento de los materiales del laboratorio. En el caso del fluido conformado con agua y sal en el último dato específicamente el de agua con 100g de sal, la sal no se disolvió completamente debido a la poca cantidad de agua causando así errores en la obtención de los datos. Como recomendación para la práctica de laboratorio se recomienda obtener los valores teóricos de referencia de todos los fluidos utilizados como la optimización

de los materiales del laboratorio.

8. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

[1] https://upcommons.upc.edu/bitstream/handle/2099.1/9403/4.2.%20Densidad.pdf?sequence=9&isAllowed=y, Estudio de la viscosidad y densidad de diferentes aceites para su uso como biocombustible.

[2]

http://proyecto-de-fisica.blogspot.com.co/2011/07/peso-especifico.html, Peso específico.

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