Medida de la densidad relativa de un líquido
Una aplicación de la ecuación fundamental de la estática de fluidos es la determinación de la densidad de un líquido no miscible con agua mediante un tubo en forma de U, comparando las diferentes alturas de las columnas de fluido sobre la superficie de separación.
Descripción
En esta experiencia aplicamos la ecuación
fundamental de la estática de fluidos
Se comparan dos líquidos inmiscibles, el agua, cuya densidad es conocida (1.0 g/cm3).y un líquido de densidad desconocida.
Dado que A y B están a la misma altura sus presiones deben ser iguales:
- La presión en A es debida a la presión atmosférica más la debida a la altura h2 de la columna de fluido cuya densidad ρ2 queremos determinar.
pA=p0+ρ2gh2
- La presión en B es debida a la presión atmosférica más la debida a la altura h1 de la columna de agua cuya densidad conocemos
pB=p0+ρ1gh1
Igualando las presiones en A y B, pA=pB, obtenemos
Las densidades de los dos líquidos no miscibles están en relación inversa a las alturas de sus columnas sobre la superficie de separación en el tubo en forma de U.
Actividades
1.-Cuando se pulsa el botón titulado Nuevo, el programa interactivo genera un número aleatorio comprendido entre 0.5 y 4.5 que representa la densidad del líquido desconocido (en color amarillo).
2.-Se vierte el líquido desconocido poco a poco por el extremo derecho que tiene forma de embudo, pulsando en el botón titulado Empieza.
3.- Paramos la ejecución del programa en cualquier momento, para realizar medidas pulsando en el botón titulado Pausa. Seguimos el proceso de llenado volviendo a pulsar en el mismo botón titulado ahora Continua.
4.- Nos acercarnos a una medida en la escala graduada pulsando varias veces en el botón titulado Paso.
5.-El programa se detiene cuando alguno de los indicadores de nivel se sale fuera de la escala graduada en cm.
Ejemplo
El líquido desconocido se representa en color amarillo y el agua en azul claro.
- Medimos la altura de la columna de fluido desconocido sobre la superficie de
separación (indicador de color rojo)
9-3.5=5.5 cm - Medimos la altura de la columna de agua sobre la superficie de separación
25-3.5=21.5 cm.
Despejamos la densidad ρ2 del líquido desconocido
Comprobamos que la densidad calculada es correcta pulsando en el botón titulado Respuesta.