Densidade de um líquido

Universidade do Estado do Amazonas - UEA

Escola Superior de Tecnologia – EST

Bacharelado em Química

Densidade de um líquido

Equipe: Iasmin Maquiné, Igor Renato Mendonça, José Julian Bremgartner

Professor (a): José Luiz Nunes de Mello

Matéria: Laboratório de Física 1

        

Manaus - AM

2015

1. Introdução

                        O empuxo é um fenômeno familiar: um corpo imerso na água parece possuir um peso menor do que no ar. Quando o corpo possui densidade menor do que a do fluido, ele flutua. O corpo humano normalmente flutua na água, e um balão cheio de hélio flutua no ar (YOUNG, et al., 2008).

O princípio de Arquimedes afirma: “Quando um corpo está parcial ou completamente imerso em um fluido, o fluido exerce sobre o corpo uma força de baixo para cima igual ao peso do volume do fluido deslocado pelo corpo.”

                        Vejamos então, como esse princípio pode explicar a flutuação, quando um pedaço de madeira sobe o bastante até aflorar na superfície, passa a deslocar menos água do que quando estava submerso. De acordo com o princípio de Arquimedes, a força de empuxo decresce. A madeira continuará a subir até que o empuxo diminua para o valor exato do peso da madeira. Atinge-se então o equilíbrio estático; o corpo flutua (HALLIDAY, et al., 1996).

[pic 1]

Figura 1. Princípio de Arquimedes. (Fonte: NUSSENZVEIG, 2002)

                        Para demonstrar esse princípio, consideramos um corpo sólido cilíndrico circular de área de base A e altura h totalmente imerso num fluido em equilíbrio, cuja densidade é p (Fig. 1). Por simetria, vemos que as forças sobre a superfície lateral do cilindro se equilibram duas a duas [pressões (p, p) ou (p’, p’) na figura]. Entretanto a pressão P2 exercida pelo fluido sobre a base inferior é maior do que a pressão P1 sobre a base superior (NUSSENZVEIG, 2002).

                        Segundo YOUNG (et al., 2008) a força de baixo para cima exercida pelo fluido denomina-se força de empuxo sobre o corpo sólido. A linha de ação da força de empuxo passa pelo centro de gravidade do fluido deslocado (que não coincide necessariamente com o centro de gravidade do corpo).

                       Um corpo cuja densidade cuja a densidade média é menor do que a do líquido pode flutuar parcialmente submerso na superfície livre do líquido. Quanto maior a densidade de um líquido, menor é a parte do corpo submersa. Quando você nada na água do mar (densidade igual a 1030 kg/), seu corpo flutua mais facilmente do que quando você nada na água doce (1000 kg/) (YOUNG, et al., 2008).[pic 2][pic 3]

[pic 4]

Figura 2.  Empuxo de um cilindro em água. (Fonte: Só Física, 2008)

1. Objetivos

• Geral: Compreender o conceito de densidade.
• Específico: Determinar um valor para a densidade da água.

1. Métodos

                        Para a data em questão foi-se estudada uma folha explicando a prática em questão, para serem feitos os procedimentos devidamente corretos, após a entrada no laboratório todos formaram seus grupos e seguiram para suas mesas do laboratório para que fossem passadas as devidas orientações para que a prática em questão pudesse ser realizada de forma correta, logo depois cada grupo iniciou a experiência.

                        Com um auxílio de um dinamômetro, verificou-se o peso do cilindro que foi utilizado. Em seguida, colocou-se 450 mL de água em uma proveta, disposta na mesa. Com o cilindro no extremo do dinamômetro, mergulhou-se o mesmo na proveta contendo água até atingir a primeira marca do cilindro e anotou-se o volume de água deslocado, a partir de 450 ml, e o valor do peso aparente que foi indicado no dinamômetro. Foram feitos os procedimentos citados anteriormente para as demais marcações do cilindro, 5 marcações, totalizando 6 medidas.

                        Esvaziou-se a proveta com água e logo em seguida, encheu-se novamente a proveta com 450 ml de álcool. Com o cilindro no extremo do dinamômetro, mergulhou-se o mesmo na proveta contendo álcool até atingir a primeira marca do cilindro e anotou-se o volume de álcool deslocado, a partir de 450 ml, e o valor do peso aparente que foi indicado no dinamômetro. Foram feitos os procedimentos citados anteriormente para as demais marcações do cilindro, 5 marcações, totalizando 6 medidas.

1. Resultados

Com o experimento finalizado, obteve-se duas tabelas referentes as medidas realizadas para a água e para o álcool.

Medidas	Peso aparente (N)	Volume deslocado (ml)
1	0,440	0
2	0,400	5
3	0,320	10
4	0,260	15
5	0,200	25
6	0,140	30

Onde temos:

• Peso aparente: valores indicados no dinamômetro com o cilindro
• Volume deslocado: volume que o cilindro deslocou a cada marcação mergulhada, sendo calculado esse volume a partir do volume inicia que é de 450 ml.

Para as medidas realizadas utilizando a proveta de álcool, temos a seguinte tabela:

Medidas	Peso aparente (N)	Volume deslocado (ml)
1	0,440	0
2	0,400	5
3	0,360	15
4	0,300	20
5	0,220	25
6	0,160	30

Deve-se, também, calcular o erro para cada uma das medidas feitas, para a água e para o álcool.

Para a água temos: