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1 INTRODUÇÃO

O empuxo é uma força exercida por um fluido sobre um corpo inteira ou parcialmente submerso nele, sendo igual ao peso do fluido deslocado pelo corpo.

Com a descoberta da força de empuxo, estabeleceu-se o Princípio de Arquimedes, afirmando que “um fluido em equilíbrio age sobre um corpo nele imerso com uma força vertical orientada de baixo para cima, denominada empuxo, aplicada no centro de gravidade do volume de fluido deslocado, cuja intensidade é igual ao peso do volume de fluido deslocado”.

A densidade ou massa específica é definida como uma propriedade específica, isto é, cada substância pura tem uma densidade própria que a identifica e a diferencia das outras substâncias, a densidade absoluta de uma substância é definida como a relação entre a sua massa e o seu volume:

Onde: d = densidade absoluta;

m = massa da substância;

v = volume ocupado pela substância.

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 é igual a 1,000 kg dm-3 (equivalente a 1,000 g cm-3) a 4°C, dado por:

A densidade de um sólido pode ser determinada pesando-o cuidadosamente e em seguida determinando seu volume. Se o sólido apresentar uma forma irregular (o que torna impossível medir suas dimensões), o volume poderá ser determinado utilizando um método de deslocamento.

Basicamente, determina-se a massa de uma amostra do sólido e então transfere-se quantitativamente essa massa para um instrumento volumétrico graduado apropriado, parcialmente cheio com água (ou em algum líquido no qual o sólido não flutue). O sólido deslocará um volume de líquido igual ao seu volume. Assim, ao anotar a posição do menisco antes e depois da adição do sólido, o volume poderá ser deduzido.

A densidade dos líquidos pode ser determinada analogamente à densidade dos sólidos, medindo-se a sua massa e determinando-se o seu volume. Entretanto, no caso dos líquidos, uma alteração relativamente pequena na temperatura pode afetar consideravelmente o valor da densidade, enquanto que a alteração de pressão tem que ser relativamente alta para que o valor da densidade seja afetado.

A densidade apresenta variações periódicas com o número atômico, mas essas variações não são regulares, já que a relação entre as propriedades físicas e a configuração eletrônica não é direta.

As possíveis variações no valor da densidade das substâncias, uma vez que a maior parte dos sólidos e líquidos se expande ligeiramente quando aquecidos e contraem-se ligeiramente quando resfriados, gerando variações quase que imperceptíveis na densidade. Para os gases, no entanto, a temperatura exerce uma grande influência nos valores da densidade, já que este fator contribui para uma maior expansão ou compressão do gás.

2 OBJETIVO

Determinar a densidade dos sólidos ( ferro, zinco, cobre, granito, quartzo e xisto) e dos líquidos ( água, solução saturada de cloreto de sódio e álcool etílico).

3 MATERIAIS E MÉTODOS

Na determinação da densidade dos sólidos e dos líquidos foram utilizados os seguintes materiais:

- balão volumétrico de 100ml;

- balança analítica;

- hidrômetro;

- proveta de 500ml;

- água destilada;

- solução saturada de cloreto de sódio;

- álcool etílico;

- barra de ferro;

- barra de cobre;

- barra de zinco;

- granito;

- quartzo;

- xisto.

Procedimento

  1. determinação da densidade por balão volumétrico:

Pesou-se um balão volumétrico com a tampa e vazio, anotou-se o peso.

Depois colocou-se água destilada até o traço de aferição pesou-se e anotou-se o peso, repetindo este procedimento com álcool etílico e solução saturada de cloreto de sódio.

  1. determinação da densidade por hidrômetro:

Pesou-se a barra de ferro, a barra de cobre, a barra de zinco, o granito, o quartzo e o xisto e anotou-se os pesos.

Colocou-se água no hidrômetro até a marca de 200 ml, em seguida colocou-se os sólidos, um de cada vez, e anotou-se o volume de água deslocado por cada um.

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES

Quanto à determinação da densidade por balão volumétrico obteve-se os dados constantes na tabela abaixo:

Material

Volume

Peso

Conteúdo

Densidade

Balão volum.

- - - - -

64,5 g

Vazio

- - - - -

Balão volum.

100 ml

164,17 g

Água destilada

0,9967 g/cm3

Balão volum.

100 ml

180,44 g

Solução de NaCl

1,1594 g/cm3

Balão volum.

100 ml

145,29 g

Álcool etílico

0,8079 g/cm3

Tabela 1: dados referentes à determinação da densidade através da formula

Cálculo

Água destilada:

Peso do balão volumétrico = 64,5 g

Peso do balão volumétrico com água = 164,17 g

Volume do balão volumétrico = 100 ml = V

Para obter-se o peso da água realizou-se o seguinte cálculo:

Peso do balão volumétrico - Peso do balão volumétrico com água

64,5 - 164,17 = 99,67 g = m

Para obter-se a densidade absoluta da água realizou-se o seguinte cálculo:

Utilizando a fórmulaobteve-se d = 99,67/100

d = 0,9967 g/cm3

Solução saturada de cloreto de sódio:

Peso do balão volumétrico = 64,5 g

Peso do balão volumétrico com água = 180,44 g

Volume do balão volumétrico = 100 ml = V

Para obter-se o peso da água realizou-se o seguinte cálculo:

Peso do balão volumétrico - Peso do balão volumétrico com NaCl

64,5 - 180,44 = 115,94 g = m

Para obter-se a densidade absoluta da água realizou-se o seguinte cálculo:

Utilizando a fórmulaobteve-se d = 115,94/100

d = 1,1594 g/cm3

Álcool etílico:

Peso do balão volumétrico = 64,5 g

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