Densidade de um Líquido

Densidade de um Líquido

UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS

INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS

FÍSICA EXPERIMENTAL

DENSIDADE DE UM LÍQUIDO

PROFESSOR:

ALUNOS: ALESSANDRA TEIXEIRA FELIX

JÉSSICA DOS SANTOS TURIBO

QUÍMICA – 1º SEMESTRE – NOTURNO

SUBTURMA: U8

SUMÁRIO

OBJETIVOS 3

INTRODUÇÃO 3

RECURSOS NECESSÁRIOS 6

Materiais 6

EXECUÇÃO DA ATIVIDADE PRÁTICA PRINCIPAL 12

Procedimentos 12

Cálculos e Resultados 15

Discussão 16

CONCLUSÃO 17

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 17

Objetivos

  • Determinar a densidade de um líquido, através do Princípio de Arquimedes.

Introdução

Densidade

A densidade absoluta é definida como a quantidade de massa em uma unidade de volume e é expressa de acordo com o sistema Internacional de Unidades em Kg/m3, no entanto é normalmente expressa em g/cm3.

Densidade = Massa (Kg)

Volume (m3)

Por sua vez, essa propriedade é específica, o que significa que cada substância possui uma densidade própria, que a identifica e a diferencia das outras substâncias.

A densidade relativa de um material é a relação entre a sua densidade absoluta e a densidade absoluta de uma substância estabelecida como padrão. No cálculo da densidade relativa de sólidos e líquidos, o padrão usualmente escolhido é a densidade absoluta da água, que igual a 1,000 g.cm-3 a 4,0°C.

Método de Arquimedes

Raízes Históricas:

Um problema preocupava Hierão, tirano de Siracusa, no século III a.C.: Havia encomendado uma coroa de ouro, para homenagear uma divindade, mas suspeitava que o ourives o enganara, não utilizando ouro maciço em sua confecção. Como descobrir sem danificar o objeto, se seu interior continha uma parte feita de prata? Só um homem talvez conseguisse resolver a questão: seu amigo Arquimedes, famoso matemático e inventor de vários engenhos matemáticos. Hierão mandou chamá-lo e pediu-lhe uma resposta que pusesse fim a sua dúvida. Arquimedes aceitou a incumbência e pôs a procurar a solução para o problema. Esta lhe ocorreu durante o banho. Observou que a quantidade de água que se elevava na banheira, ao submergir, era equivalente ao volume de seu próprio corpo. Ali estava a chave para resolver a questão proposta pelo tirano. No entusiasmo da descoberta, Arquimedes saiu pelas ruas, gritando: “Eureka! Eureka!” (“Achei!Achei!”) [1]

Princípio:

O princípio de Arquimedes pode ser enunciado da seguinte maneira: “Um fluído em equilíbrio age sobre um corpo sólido (monólito) nele imerso (parcial ou totalmente) com uma força vertical orientada de baixo para cima, denominada empuxo, aplicada no centro da gravidade do volume de fluido deslocado, cuja intensidade é igual a do peso do volume de fluido deslocado.

Considerando, que no interior de um líquido em equilíbrio, certa porção cujo peso seja PL, as forças hidrostáticas com que o restante do líquido age sobre a porção considerada devem equilibrar o peso da porção líquida. A resultante de todas essas forças hidrostáticas é denominada empuxo e é representada por E.

E = PL

Se mergulharmos no líquido um monólito de forma e volume idênticos aos da porção líquida considerada, não se alteram as condições de equilíbrio para o líquido. Sendo assim, as forças hidrostáticas, cuja resultante é o empuxo (E), continuarão a equilibrar o peso do líquido (PL) que agora foi desalojado pelo monólito. Na situação presente, o empuxo estará agindo sobre o monólito, equilibrando o peso do monólito (PC).

Desenvolvendo a igualdade, segundo a qual o empuxo tem intensidade igual à do peso de líquido deslocado pelo monólito, obtemos;

E = PL= mL . g

Onde g é a aceleração da gravidade (m/s2) e mLé a massa do líquido. Sendo:

mL = dL . VL

Onde dé a densidade do líquido (g/cm3) e VL é o volume do líquido deslocado (cm3). Substituindo, temos:

E = dL . VL . g

A qual constitui a fórmula do empuxo. O peso do monólito é dado por:

Pc= dc . Vc . g

Onde Vc e dc são, respectivamente, o volume e a densidade do monólito. Admitindo que o monólito seja sólido esteja totalmente imerso no líquido e, sendo o monólito mais denso, o volume do líquido deslocado VLé igual ao volume do monólito Vc:

Vc = VL= V

Assim nas equações 4 e 5 podemos substituir VL e VC, respectivamente, por V, e combinando as duas equações, temos:

E = dL . V . g → E/dL= V . g

PC= dC . V . g → PC/dC= V . g

E . dC= PC . dL

Como dL< dC, resulta que PC> E. Em conseqüência, o monólito fica sujeito a uma resultante vertical com sentido de cima para baixo, denominada “peso aparente” (PAP), cuja intensidade é dada por:

PAP = PC – E

Sendo assim, a densidade do líquido pode ser encontrada por meio da seguinte equação:

PAP= PC – dL . g . V

dL = PC – PAP

g . V

Recursos Necessários

  • Materiais: Cilindro de alumínio Graduado;

Dinamômetro;

Recipiente Transparente contendo líquido de densidade desconhecida;

Haste com suporte;

Régua;

Execução da Atividade Prática Principal

Procedimentos

Cálculos e Resultados

Peso Aparente (gf)

Comprimento do Monólito (cm)

Diâmetro do Monólito (cm)

Raio do Monólito (cm)

Volume (cm3)

Densidade do Líquido (gf/cm3)

ρg

Fora do Líquido

84,00

8,02

2,55

1,28

41,28

­_____

Dentro do Líquido

80,00

1,00

2,55

1,28

5,15

0,08

0,80

74,00

2,00

2,55

1,28

10,29

0,10

1,00

70,00

3,00

2,55

1,28

15,44

0,09

0,90

66,00

4,01

2,55

1,28

20,64

0,09

0,90

60,00

5,01

2,55

1,28

25,79

0,09

0,90

55,00

6,02

2,55

1,28

30,99

0,09

0,90

50,00

7,02

2,55

1,28

36,13

0,09

0,90

45,00

8,02

2,55

1,28

41,28

0,09

0,90

  • Discussão:

CONCLUSÃO

Conclui-se que através do Princípio de Arquimedes é possível determinar a densidade de um líquido.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

[1] ALEXÉE, V. [tradução por DUARTE, Maria Adelaide; MELO, Albano Pinheiro e] Análise Qualitativa, Porto: Editora Lopes da Silva, 1982.

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