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ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO FACULTAD DE MECÁNICA ESCUELA DE MECÁNICA CARRERA: INGENIERÍA MECÁNICA GUÍA DE LABORATORIO DE QUÍMICA GENERAL E INORGÁNICA PRÁCTICA No. 3 DENSIDAD Y VISCOSIDAD 1. DATOS GENERALES: NOMBRES: Asqui Boris 8076 Barroso Jean 8022 González Anderson 8097 Sánchez Ginna 8021 Reyes Andrés 8002 GRUPO No.: 2 FECHA DE REALIZACIÓN: FECHA DE ENTREGA: 21/05/2020 22/05/2020 2.OBJETIVO(S): 2.1 GENERAL: Encontrar la densidad y la viscosidad de los materiales que se usaran en el laboratorio, teniendo en cuenta que tienen diferente forma física y cantidad de masa, mediante la utilización de fórmulas y cálculos necesarios para poder determinar medidas exactas. • 2.2ESPECÍFÍCOS: Utilizar el picnómetro de manera correcta para determinar la densidad precisa de un líquido. • Comprender los debidos métodos para determinar la densidad, viscosidad de un líquido y un sólido. ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO • Realizar cálculos para determinar la densidad y la viscosidad. • Medir correctamente para obtener medidas exactas. • Utilizar correctamente los materiales de medición. • Verificar que los materiales se encuentren limpios, esto ayudara realizar las diferentes mediciones de forma correcta. 3.METODOLOGÍA: 3.1 PRIMERA PARTE • Coloca poca cantidad de cada sustancia entre tus dedos y frótalos. • Anota tus observaciones. • Medir 25 mL de agua de la llave y 25 mL de aceite para cocina. • Mezclarlos en uno de los vasos de precipitados. • Agitarlos vigorosamente durante unos segundos y dejarlos reposar. • Anota tus observaciones. 3.2 SEGUNDA PARTE 3.2.1 DENSIDAD DENSIDAD DE UN LÍQUIDO • Pesar el picnómetro seco. • Introducir el líquido problema • Sellar el picnómetro tomando en cuenta que no existan burbujas • Pesar DENSIDAD DE UN SOLIDO IRREGULAR • Pesar el sólido irregular • Llenar la probeta con 10 mL de agua destilada. • Introducir el sólido irregular dentro de la probeta con agua. • Anotar el volumen desplazado de agua. DENSIDAD DE UN SOLIDO REGULAR • Pesar el sólido regular • Calcular el volumen de sólido. ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO 3.2.2VISCOSIDAD • Medir otros 100 mL de ambas sustancias y colocarlos en cada una de las probetas. • Soltar 1 canica desde la superficie de cada sustancia. • Medir cuantitativamente el tiempo que le toma a las canicas deslizarse hasta el fondo de las probetas. • Registrar sus observaciones. 4.EQUIPOS Y MATERIALES, REACTIVOS Y SUSTANCIAS: 4.1 EQUIPOS Y MATERIALES: • 1 Probeta 25 mL • 2 probetas de 100 mL • 2 vasos de precipitación 250 mL • Varilla de agitación • 2 Canicas • Picnómetro • Cronometro 4.2REACTIVOS Y SUSTANCIAS: • Agua destilada • Aceite de cocina 5.MARCO TEÓRICO: El estudio de los fluidos en movimiento es un problema complejo y en el que la viscosidad juega siempre un papel fundamental, aunque las teorías más elementales ignoran sus efectos, suponiendo que el líquido se puede dividir en capas se deslizan unas sobre las otras sin encontrar ninguna resistencia. En realidad, esto dista mucho de ser verdad, y en el movimiento se desarrollan unas fuerzas tangenciales tan grandes que algunas veces éste se lleva a cabo con gran dificultad. Esto sucede por ejemplo con aceites muy pesados. Por el contrario, otras veces estas fuerzas son muy pequeñas y el líquido fluye entonces fácilmente como sucede con el agua o el alcohol. Este “grado de fluidez” se caracteriza por un coeficiente típico de cada sustancia que se llama coeficiente de viscosidad o viscosidad dinámica. Un sólido amorfo no es en realidad más que un líquido cuya viscosidad dinámica es enormemente grande. Fue Newton el que dio la expresión de la fuerza de viscosidad: “La fuerza tangencial que una capa ejerce sobre la contigua ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO es proporcional al área de la superficie de contacto y al gradiente de la velocidad normal a la dirección de deslizamiento 6.PROCEDIMIENTO: • Como primer paso procedemos a secar el picnómetro para asegurarnos que no contenga ninguna sustancia en su interior. se procede a pesar el picnómetro vacío y seco. • Anotamos el dato obtenido cuando se realiza la medición del peso. • Procedemos a llenar el picnómetro con la sustancia (aceite de cocina) y se lo cierra cuidadosamente. • Al momento de cerrar el picnómetro, se observa que hay residuo de la sustancia (aceite de cocina) utilizada para llenar el picnómetro, lo cual se recurre a recogerlo y colocarlo en la botella de aceite de cocina • Se procede a realizar la respectiva medición del peso del picnómetro lleno con la sustancia (aceite de cocina) • Procedemos a tomar nota de la medida obtenida del peso. • Se comienza a realizar este procedimiento 3 veces • Obtenemos tres datos importantes del picnómetro vacío y a su vez del picnómetro lleno con la sustancia (aceite de cocina) utilizada en el procedimiento. • Procedemos a realizar el cálculo a partir de los datos obtenidos • Se obtiene el dato que se requiere, lo cual será nuestro dato que representa la medida de la densidad del picnómetro lleno con la sustancia (aceite de cocina). ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO SI NO OO NO NO SI NO SI SI SI SI SI SI V V SI SI SI SI SI SI SI 6.1DIAGRAMA DE FLUJO DE LA PRÁCTICA: ¿SABES COMO REALIZAR LA PRACTICA? ¿CONOCES CUALES SON LOS MATERIALES NECESARIOS? PUEDES LEER EL INFORME ¿CONOCES EL PROCEDIMIENTO? EQUIPOS Y MATERIALES: 1 PROBETA 25 ML 2 PROBETAS DE 100 ML 2 VASOS DE PRECIPITACIÓN 250 ML VARILLA DE AGITACIÓN 2 CANICAS PICNÓMETRO CRONOMETRO REACTIVOS Y SUSTANCIAS: AGUA DESTILADA ACEITE DE COCINA ¿EN QUE CONSISTE LA PRIMERA PARTE? PRIMERA PARTE COLOCA POCA CANTIDAD DE CADA SUSTANCIA ENTRE TUS DEDOS Y FRÓTALOS. MEDIR 25 ML DE AGUA DE LA LLAVE Y 25 ML DE ACEITE PARA COCINA MEZCLARLOS EN UNO DE LOS VASOS DE PRECIPITADOS . AGITARLOS VIGOROSAMENTE DURANTE UNOS SEGUNDOS Y DEJARLOS REPOSAR ES IMPORTANTE REALIZAR LAS DIFERENTES OBSERVACIONES Y ANOTACIONES DE LOS RESPECTIVOS PASOS, YA QUE GRACIAS A ELLO PODREMOS DAR NUESTRAS CONCLUSIONES . REALIZAMOS ESTO PARA DARNOS CUENTA DE COMO ES EN SI LA SUSTANCIA CON LA CUAL VAMOS A TRABAJAR ES IMPORTANTE REALIZAR ESTOS PROCESOS SUJETOS A MEDIDAS NECESARIO PARA LA PRACTICA ¿EN QUE CONSISTELA PRIMERA PARTE? DENSIDAD DE UN LÍQUIDO Pesar el picnómetro seco. Introducir el líquido problema Sellar el picnómetro tomando en cuenta que no existan burbujas Pesar V DENSIDAD DE UN SOLIDO IRREGULAR Pesar el sólido irregular Llenar la probeta con 10 mL de agua destilada. Introducir el sólido irregular dentro de la probeta con agua. Anotar el volumen desplazado de agua EN ESTE CASO PODRIA TRATARSE DE UNA ROCA EL AGUA DESTILADA NO CONTIENE MAS QUE SUS PROPIOS ELEMENTOS NECESARIO PARA LA PRACTICA PARA LAS RESPECTIVAS CONCLUSIONES Gracias a los cálculos realizados en este proceso podremos dar a conocer la densidad de un liquido DENSIDAD DE UN SOLIDO REGULAR Pesar el sólido regular Calcular el volumen de sólido Es importante tener en cuenta la fórmula de la densidad para poder realizar los datos correspondientes VISCOSIDAD Medir otros 100 mL de ambas sustancias y colocarlos en cada una de las probetas. Soltar 1 canica desde la superficie de cada sustancia. Medir cuantitativamente el tiempo que le toma a las canicas deslizarse hasta el fondo de las probetas. LA VARIACIÓN DE SUSTANCIAS NOS DARÁN DIFERENTES RESULTADOS TENER A CONSIDERACIÓN LA FORMA DE BOTAR LA CANICA PARA EVITAR PÉRDIDAS MATERIALES ESTÁ CLARO LOS DIFERENTES TIEMPOS QUE EXISTIRÁN AL MOMENTO DE REALIZAR LA PRACTICA ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO 6.2RECOLECCIÓN DE DATOS: • Agua 500ml • Aceite 500ml • Glicerina 500ml • Gel para el cabello • Probeta de 500 ml 6.3CÁLCULOS Y RESULTADOS: 6.3.1CÁLCULOS DE LA DENSIDAD: 𝝆 = 𝒎 𝒗 Agua 1000ml →1kg 500ml→ x 500gr 𝐷 = 𝑚 𝑣 = 500𝑔𝑟 500𝑚𝑙 = 1𝑔𝑟/𝑚𝑙 Aceite 1000ml→ 0.91𝑘𝑔 500ml→ 𝑥 455gr 𝑑 = 𝑚 𝑣 = 455𝑔𝑟 500𝑚𝑙 = 0.91𝑔𝑟/𝑚𝑙 Gel 1000ml→ 1000𝑘𝑔 500→x 5000gr 𝑑 = 5000𝑔𝑟 500𝑚𝑙 = 10𝑔𝑟/𝑚𝑙 Glicerina 1000ml→1.26gr 500ml→ 𝑥 𝑑 = 630𝑔𝑟 500𝑚𝑙 = 1.26𝑔𝑟/𝑚𝑙 630gr 6.3.2CÁLCULO DE LA VISCOSIDAD: Dónde: 𝝆𝒆 = 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑐𝑎𝑛𝑖𝑐𝑎. ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO 𝝆𝒇 = 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜. 𝒗𝒍 = 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑙𝑖𝑛𝑒𝑎𝑙. 𝑹 = 𝑅𝑎𝑑𝑖𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑛𝑖𝑐𝑎. 𝜼 = 𝑉𝑖𝑠𝑐𝑜𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO 6.4OBSERVACIONES: • Los líquidos con viscosidades bajas fluyen fácilmente y cuando la viscosidad es elevada el líquido no fluye con mucha facilidad. • Un porcentaje de error tiene mucho que ver con los tiempos hallados • Se recomienda tener cuidado al pesar y secar bien el picnómetro para tener una mayor precisión en el cálculo. 6.5 ANALISIS DE RESULTADOS: • Los tiempos determinados fueron casi precisos ya que es fácil poder determinar el tiempo que transcurre el objeto mediante el líquido, para tener una mayor exactitud en los cálculos se anotó tres tiempos y se sacó un promedio de dichos tiempos. • Las densidades obtenidas por el picnómetro fueron casi iguales esto se debe al adecuado secado y pesado. 7.CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES: • *Gracias a nuestras anotaciones y observaciones realizadas en cada parte de la practica como se detalló. Logramos obtener los distintos resultados esperados al momento de calcular la densidad y viscosidad de cada una de las sustancias mencionadas en el informe • *Concluimos que la densidad es una propiedad física que es característica de las sustancias puras y considerada como una propiedad intensiva, ya que es independiente al tamaño de la muestra. • *Concluimos que aprendimos los distintos métodos que hay para medir la densidad de un liquido 8.REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS: • «Medición de la densidad». Accedido 22 de mayo de 2020. https://www.mt.com/es/es/home/applications/Laboratory_weighing/density- measurement.html. • «YouTube». Accedido 22 de mayo de 2020. https://www.youtube.com/watch?v=ew3eqB3iS0I. • Glasstone S. "Tratado de química física", 7ma ed, Ed. Aguilar, España, 1979, pag 449 – 452. https://www.mt.com/es/es/home/applications/Laboratory_weighing/density-measurement.html https://www.mt.com/es/es/home/applications/Laboratory_weighing/density-measurement.html https://www.youtube.com/watch?v=ew3eqB3iS0I https://www.monografias.com/trabajos6/hies/hies.shtml ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO 9.CUESTIONARIO: PRIMERA PARTE. 1. ¿Con cuál sustancia te costó más trabajo deslizar tus dedos? • En nuestro criterio decimos que es el aceite ya que este tiene a ser más deslizante. 2. ¿Qué tipo de mezcla es la que se forma entre el agua y el aceite? • Es una mezcla heterogénea, ya que se pueden diferenciar los componentes de esta mezcla. 3. Explica la razón por la cual una de las sustancias permanece abajo y la otra arriba. • Esto ocurre por la densidad que varía dependiendo de la sustancia, esto hace que a pesar de que las cantidades sean iguales, el peso va a ser diferente. 4. De las observaciones realizadas durante la práctica, ¿qué sustancia posee mayor densidad? • La sustancia que fue más densa en la práctica fue el Gel ya que esta acumula más masa en menos volumen SEGUNDA PARTE. 5. ¿Cuál sustancia demoró más la llegada de la canica al fondo de la probeta? Después de haber realizado el experimente se pudo observar tres cosas puntuales, primero la canica llego más rápido en el agua debido a que la densidad del agua es menor a las densidades de las demás sustancias. Segundo la densidad del gel para el cabello dificulta el movimiento en la canida debido a eso en esta sustancia es en la que más se demoró. 6. ¿Cómo es la viscosidad del aceite encontrada respecto al valor de la viscosidad del agua? ¿Cuántas veces es mayor la viscosidad del aceite respecto a la del agua? ¿Qué significa ese resultado? ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO El valor que indica cambios de viscosidad en función de temperatura se entiende como índice de viscosidad. Cuanto más caliente esté el aceite, menos viscosa será su estructura, y al revés, a más bajas temperaturas este se vuelve más espeso, ya que su viscosidadaumenta. Dicha esta aclaración la viscosidad del aceite tiene un valor de 130.89 cp y la viscosidad del agua es 119.8592 cp ambas en una temperatura de 20 °c 7. Investigue que es un fluido newtoniano y fluido no newtoniano y menciones cuáles son sus diferencias. Fluido newtoniano Es un fluido que tiene una viscosidad que puede ser considerada como constante en el tiempo con una curva que muestra la relación que existe entre el esfuerzo contra la tasa de deformación sea de forma lineal. Fluido no newtoniano Es aquel que no una viscosidad definida y constante, al contrario de los fluidos convencionales que siguen la mecánica newtoniana. Diferencia entre fluido newtoniano y fluido no newtoniano • En el fluido newtoniano la viscosidad puede describirse en función de la temperatura y la presión sin que intervengan otras fuerzas, al contrario de los fluidos no newtonianos aquí la viscosidad depende de la temperatura y de la fuerza cortante a la que esté sometido el flujo. • El fluido no newtoniano no tiene un valor de viscosidad definido y constante y el fluido newtoniano es un flujo que puede considerarse constante en el tiempo. 8. De las observaciones realizadas durante la práctica, proponer cual sustancia posee mayor viscosidad. • La sustancia con mayor viscosidad es el gel de cabello que tiene 1763,1 cp. ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO NOTAS CATEGORÍA DEL DIAGRAMA □ APROBADO □ CERTIFICADO □ INFORMACIÓN □ POR CALIFICAR □ POR APROBAR □ POR CALIFICAR ESPOCH FACULTAD DE CIENCIAS ESCUELA DE CIENCIAS QUÍMICAS TEMA DE LA PRÁCTICA DE LABORATORIO: a) b) c) d) LÁMINA ESCALA FECHA 1:1 aa/mm/dd (a) (b) (c) (d)
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