Medida de la densidad un líquido
En este página, se explica el funcionamiento de un aerómetro mediante un modelo simple, consistente en un cilindro de densidad y altura fijados por el programa interactivo. Este es un ejercicio sencillo de aplicación del principio de Arquímedes.
A continuación, se describe otro procedimiento de medida de la densidad de un sólido
Medida de la densidad de un líquido
Hemos estudiado cómo se calcula la densidad de un cuerpo sólido, veamos ahora como se determina la densidad de un fluido.
Para un cuerpo en equilibrio que flota sobre la superficie de un líquido, tenemos que el peso es igual al empuje
mg=ρfVg
Conocida la masa del cuerpo y el volumen de la parte sumergida, podemos determinar la densidad del líquido. En esto se basan los aerómetros o flotadores de masa conocida que se sumergen en el líquido de densidad desconocida. Disponen de una escala graduada, que nos proporcionan mediante lectura directa la densidad del líquido. La superficie libre del líquido marca el valor de la densidad en la escala del aerómetro.
Dependiendo de la aplicación concreta los aerómetros reciben nombres específicos: alcohómetros, sacarímetros, etc.
Nuestro aerómetro es un sólido de forma cilíndrica de 25 cm de altura y densidad
0.5 g/cm3 que se sumerge parcialmente en el líquido cuya
densidad se quiere determinar.
Midiendo en la escala graduada la parte del cilindro que está sumergida podemos fácilmente determinar la densidad del fluido.
El cuerpo está en equilibrio flotando en el líquido, bajo la acción de dos fuerzas, su peso y el empuje del fluido.
peso=empuje
ρsgSh=ρf·gSx
ρsh=ρf x
Donde ρs es la densidad del cuerpo sólido, S su sección, h su altura. ρf es la densidad del fluido y x la parte del sólido que está sumergido en el líquido.
Ejemplo:
Sea agua el líquido de densidad desconocida
Observamos que el cilindro se sumerge hasta una altura x=12.5 cm
0.5·25=ρf 12.5
Se despeja ρf =1.0 g/cm3
Actividades
- Se selecciona el fluido cuya densidad deseamos conocer en la lista de líquidos: agua, aceite, alcohol, glicerina.
- La densidad del sólido se ha fijado en ρs=0.5 g/cm3
- La altura del cuerpo sólido de forma cilíndrica se ha fijado en h=25 cm
Se pulsa el botón titulado Nuevo.
Se lee en la escala la longitud x del cuerpo cilíndrico que está sumergido y se calcula densidad del líquido ρf.
Se pulsa el botón titulado Respuesta, para conocer el valor de la densidad del líquido que hemos seleccionado y compararlo con el valor que hemos calculado.