Determinar a densidade

Determinar a densidade de um sólido


Com relação aos materiais sólidos, pode- se usar a Balança de Jolly para determinar as densidades.

A Balança de Jolly, que funciona como um dinamômetro, permitindo determinar o peso da mola, pela deformação da mola. Este permite determinar o peso do corpo sólido no ar e quando mergulhado em água. A densidade calcula-se como sendo a razão entre o peso do corpo sólido no ar pela diferença do peso no ar com o peso deste na água (lembrete: Peso = m X g).

O funcionamento da Balança de Jolly é baseado na Lei de Hooke que nos diz:

"Dentro dos limites da elasticidade, a deformação sofrida por um corpo elástico é diretamente proporcional à força deformadora."

A Balança de Jolly é uma mola helicoidal (por exemplo, uma “espiral de encadernação”) suspensa em uma haste e disposta diante de uma escala graduada (por exemplo, uma régua) na qual são registradas as elongações sofridas pela mola (o quanto a mola estica em cm).

Procedimentos:

Meça o comprimento da mola em repouso (escala em cm), o valor encontrado é a variável x0;

Prenda o material sólido na extremidade livre da mola, meça o novo comprimento da mola (em cm), este novo valor encontrado será a variável x1;

Mantendo ainda o corpo sólido preso na mola, coloque um recipiente com água abaixo da mola e deixe o sólido mergulhado no recipiente com água (sem tocar o fundo do recipiente), este outro valor do comprimento da mola (em cm) encontrado será o da variável x2;

Agora com os valores encontrados use a fórmula para determinar a densidade (pc) e compare-os com um valor padrão para conferir se eles estão próximos.


Determinar a densidade de um líquido

A densidade é uma propriedade intrínseca da matéria. A matéria tem duas características fundamentais: possui massa e ocupa lugar no espaço. A expressão "ocupar lugar no espaço" quer dizer "tem volume". Assim, massa e volume são coisas que tudo que é material tem.Neste experimento nós não vamos levar em consideração a pressão atmosférica.


A relação entre a massa e o volume de um líquido qualquer recebe o nome de densidade, que pode ser matematicamente expressa como:

Perceba que tudo que é material possui densidade, não importando se é uma substância simples ou uma mistura, independentemente de seu estado físico. Uma gota de água pura, uma gota de água salgada ou mesmo o vapor da água ou um cubo de gelo possuem densidade, embora em cada uma das situações exemplificadas o valor dessa densidade varie.

Vejamos a densidade de alguns compostos: Temperatura por volta de 21°C  a  25°C

Objetivos Específicos

• Medir as dimensões de vários objetos utilizando a régua como instrumento de medida;

• Determinar de forma indireta o volume dos objetos, pela medição direta de suas dimensões;

• Analisar o número de algarismos significativos e os erros associados a cada medida;

• Medir a massa de objetos e calcular a densidade de objetos.



Materiais

• Objetos (recipientes) para serem utilizados na aferição da massa do líquido;

• Régua calibrada em centímetros e milímetros.

• Balança



Procedimento Experimental:

• Em todas as medidas estar atento ao número de algarismos significativos que serão registrados.

• Pense nas tabelas que deverão ser montadas para anotação das medidas e cálculos.

• Apresentar todos os resultados com suas unidades.

• Anotar o erro do instrumento de medida.



Observação

Quando a medida corresponde a uma fração da menor divisão da escala do instrumento, há uma imprecisão na medida. Considera-se que o erro instrumental de um aparelho analógico seja igual à metade da menor divisão da escala do aparelho; e de um aparelho digital como sendo a menor divisão da escala do aparelho. O erro instrumental representa a limitação do instrumento.



Medidas diversas

Medir as dimensões dos objetos (cilindro, prisma ou cubo) utilizando uma régua comum: medir os diâmetros (interno e externo) de diferentes objetos.



Medidas indiretas de volume e densidade

• Medidas dos objetos (os recipientes utilizados para aferir a massa do líquido):

• Repetir as medições três vezes para cada objeto e anotar todos os valores.

• Calcular o valor médio e o seu respectivo desvio padrão.

• Aferir a massa do(s) objeto(s) utilizado(s). Repetir três vezes.

• Calcular o valor médio e seu respectivo desvio padrão.



Cálculos:

• Calcular o volume do objeto medido usando o valor médio das três medidas realizadas.

• Calcular o valor médio e o seu respectivo desvio padrão.



Observação: Para calcular o volume, utilizar as equações com o diâmetro (D), ao invés do raio (R) como é feito usualmente. A divisão do diâmetro D por 2 para achar o valor do raio R, pode gerar alguma aproximação de cálculo, que por sua vez poderá gerar erros. Por exemplo, para o caso do volume do cilindro.

 Com os valores do volume e da massa calcular a densidade dos líquidos e calcular o valor médio e o seu respectivo desvio padrão.




Cálculo da densidade:

• Aferir a massa do líquido utilizando os objetos (recipientes) diversos;

• Repetir as aferições três vezes para cada objeto e anotar todos os valores encontrados;

• Calcular o valor médio e o seu respectivo desvio padrão;

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