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Cuadro con los resultados de la mezcla de sustancias de dos en dos

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La piedra, nuestro sólido, se ubicó en la base de la probeta. La miel, que es la sustancia líquida con mayor densidad, se ubicó por encima de la piedra y en la parte inferior de la probeta, y las demás sustancias se ubicaron en orden según su densidad. El alcohol, que es la sustancia con menor densidad, se ubicó en la parte superior de la probeta, por encima de las demás sustancias.

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Arianna Céspedes
Andrea Corbetto
Camila Panduro
Micaela Lopez

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Química

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3ro A grupo 1

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Materiales para la torre de densidades:
-Agua: cuchara medidora de 20ml
-Aceite: cuchara medidora de 20ml
-Jabón líquido: cuchara medidora de 20ml
-Piedra: pequeña
-Miel: cuchara medidora de 20ml
-Alcohol puro: cuchara medidora de 20ml
-Leche: cuchara medidora de 20ml
-Probeta: de 100ml
-Tinta azul: dos gotas
Materiales para la mezcla de dos en dos:
-Jabón líquido: cuchara medidora de 20ml
-Alcohol puro: cuchara medidora de 20ml
-Leche: cuchara medidora de 20ml
-Aceite: cuchara medidora de 20ml
-Agua: cuchara medidora de 20ml
-Miel: cuchara medidora de 20ml
-Cucharada medidora de 20ml
-Papel toalla
-Vasos

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La densidad es una magnitud que mide la cantidad de masa que tiene un material por unidad de volumen. La densidad de una sustancia depende de la temperatura y la presión. Generalmente, al aumentar la temperatura disminuye la densidad de un material. Si mezclamos dos sustancias líquidas, la que tenga mayor densidad se irá abajo y la que tenga menor densidad se irá arriba. Pero si las sustancias tienen casi la misma densidad, probablemente se mezclaran y no formaran una torre.

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Densidad relativa
La referencia habitual es la del agua líquida a la presión de 1 atm y la temperatura de 4 °C. En esas condiciones, la densidad absoluta del agua destilada es de 1000 kg/m³, es decir, 1 kg/dm³.

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Cracterísticas de cada sustancia a utilizar

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Cracterísticas de cada sustancia a utilizar

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Miel: Sustancia de color variable, de reacción ácida, y 1.4 veces mas pesada que el agua.
Leche: Líquido blanco, opaco y naturalmente dulce, “producto integral del ordeño total e interrumpido de una hembra lechera que goce de buena salud
Jabón Líquido: Tipo de jabón de consistencia viscosa
Agua: Sustancia líquida desprovista de olor, sabor y color, que existe en estado más o menos puro en la naturaleza. Se compone por dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno (H₂O).

Aceite: Sustancia grasa de origen mineral, vegetal o animal, líquida, insoluble en agua, combustible y generalmente menos densa que el agua, que está constituida por ésteres de ácidos grasos o por hidrocarburos derivados del petróleo.
Alcohol puro: Es un isómero de N-Propanol que se usa en forma industrial y en los hogares, para limpiar, desinfectar y sanitizar superficies.

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Densidad de cada sustancia líquida y sólida que estudiaremos

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Densidad de cada sustancia líquida y sólida que estudiaremos

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Alcohol: 0.800 g/ml
Leche: 1.028-1.035 g/ml
Aceite: 0.840 g/ml
Jabón líquido: 0.910 g/ml
Agua: 0.900  g/ml
Miel: 1.410  g/ml y 1.435 g/ml

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¿Cómo afecta la densidad de las sustancias en su flotabilidad y ubicación en la torre de densidades?

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Afecta en que, según la densidad de cada sustancia, su posición en la torre de densidades cambia. Es decir, una sustancia líquida con menos densidad se ubica en la parte superior, en este caso el alcohol, y una sustancia líquida con más densidad se ubica en la parte inferior, formando la torre. Además, la piedra, que es el sólido que elegimos, se ubica en la base de todo porque, debido a su densidad, no flota.

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Variable independiente: Densidad de las sustancias
Variable dependiente: Flotabilidad y ubicación en la torre de densidades
Variable interviniente: Orden en el que echamos las sustancias, tipo de sustancias, temperatura de las sustancias, fuerza con la que se echan las sustancias

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La actividad experimental consiste en colocar diversas sustancias líquidas y sólidas en una columna/torre según sus densidades desde la más densa (abajo) hasta la menos densa (arriba).

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PROCEDIMIENTO EN LA MEZCLA DE DOS EN DOS

1. Habiendo investigado la densidad de los materiales a utilizar, elegir la sustancia líquida de mayor densidad.
2. Llenar una cucharada de la primera sustancia (la de mayor densidad) y vaciarla en un vaso de manera ordenada e inclinándolo.
3. Escoger la segunda sustancia con mayor densidad y ponerla en una cucharada para vaciarla en el vaso, teniendo así ya dos sustancias.
4. Hacer esto con otras dos sustancias en otro recipiente, y así consecutivamente.

PROCEDIMIENTO EN LA PROBETA Y TORRE DE DENSIDADES

1. Inclinar suavemente la probeta y dejar caer la piedra pequeña.
2. Llenar una cucharada de la sustancia con mayor densidad, recordando nuestros resultados en la anterior experimentación de dos sustancias y luego vaciarla.
3. Hacer lo mismo con las sustancias de mayor a menor densidad.

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https://es.wikipedia.org/wiki/Densidad

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Un cilindro graduado que contiene varias sustancias químicas líquidas de colores con diferentes densidades.

En física y química, la densidad (del latín, densĭtas, -ātis) es una magnitud escalar referida a la cantidad de masa en un determinado volumen de una sustancia o un objeto sólido. Usualmente, se simboliza mediante la letra ro ( ρ) del alfabeto griego.

Según una historia popular, Arquímedes recibió el encargo de determinar si el orfebre de Hierón II de Siracusa había desfalcado el oro durante la fabricación de una corona dedicada a los dioses, sustituyéndolo por otro metal más barato (proceso conocido como aleación).​ Arquímedes sabía que la corona, de forma irregular, podría ser aplastada o fundida en un cubo cuyo volumen se podía calcular fácilmente comparado con la masa. Pero el rey no estaba de acuerdo con este método, pues hubiera supuesto la destrucción de la corona.

Arquímedes se dio un relajante baño de inmersión, y observando la subida del agua caliente cuando él entraba en ella, descubrió que podía calcular el volumen de la corona de oro mediante el desplazamiento del agua. Hallado el volumen, se podía multiplicar por la densidad del oro hallando el peso que debería tener si fuera de oro puro (la densidad del oro es muy alta, 19 300 kg/m³, y cualquier otro metal, aleado con él, la tiene menor), luego si el peso no fuera el que correspondería si fuera de oro, significaría que la corona tendría aleación de otro metal.

Supuestamente, al hacer este descubrimiento salió corriendo desnudo por las calles gritando: "¡Eureka! ¡Eureka!" (Εύρηκα! en griego, que significa: '!Lo encontré!'). Como resultado, el término " eureka " entró en el lenguaje común, y se utiliza hoy para indicar un momento de iluminación.

La historia apareció por primera vez de forma escrita en De Architectura, de Marco Vitruvio, dos siglos después de que supuestamente tuviese lugar.​ Sin embargo algunos estudiosos han dudado de la veracidad de este relato, argumentando (entre otras cosas) que el método habría exigido medidas exactas que hubieran sido difíciles de hacer en ese momento.​​

Otra versión de la historia dice que Arquímedes notó que experimentaba un empuje hacia arriba al estar sumergido en el agua, y pensó que pesando la corona, sumergida en agua, y en el otro platillo de la balanza poniendo el mismo peso en oro, también sumergido, la balanza estaría equilibrada si la corona era, efectivamente, de oro. Ciertamente, el empuje hacia arriba del agua sería igual si en los dos platillos había objetos del mismo volumen y el mismo peso. Con ello, la dificultad de conocer con exactitud el volumen del sólido de forma irregular, en la época, se dejaba de lado. De esta otra versión nació la idea del principio de Arquímedes.

Mucho más tarde, nació el concepto de densidad entre los científicos, en tiempos en que las unidades de medida eran distintas en cada país. Para evitar expresarlo en términos de las diversas unidades de medida usuales para cada cual, y no tener que hacer las necesarias conversiones, los físicos asignaron a cada materia un número, adimensional, que era la relación entre la masa de esa materia y la de un volumen igual de agua pura, sustancia que se encontraba en cualquier laboratorio ( densidad relativa). Cuando se fijó la unidad de peso en el sistema métrico decimal, el kilogramo, como un decímetro cúbico (un litro) de agua pura, la cifra empleada hasta entonces, coincidió con la densidad absoluta (si se mide en kilogramos por litro, unidad de volumen en el viejo sistema métrico decimal, aunque aceptada por el SI, y no en kilogramos por metro cúbico, que es la unidad de volumen en el SI).

La densidad absoluta es la magnitud que expresa la relación entre la masa y el volumen de una sustancia o un objeto sólido . Su unidad en el Sistema Internacional es kilogramo por metro cúbico (kg/m³), aunque frecuentemente también es expresada en g/cm³. La densidad es una magnitud intensiva.

La densidad del aire según la temperatura

La densidad relativa de una sustancia es la relación existente entre su densidad y la de otra sustancia de referencia; en consecuencia, es una magnitud adimensional (sin unidades)

Símbolo

Nombre

Para los líquidos y los sólidos, la densidad de referencia habitual es la del agua líquida a la presión de 1 atm y la temperatura de 4 °C. En esas condiciones, la densidad absoluta del agua destilada es de 1000 kg/ m³, es decir, 1 kg/ dm³.

Para los gases, la densidad de referencia habitual es la del aire a la presión de 1 atm y la temperatura de 0 °C.

Para un sistema homogéneo, la expresión masa/volumen puede aplicarse en cualquier región del sistema obteniendo siempre el mismo resultado.

Sin embargo, un sistema heterogéneo no presenta la misma densidad en partes diferentes. En este caso, hay que medir la "densidad media", dividiendo la masa del objeto por su volumen o la "densidad puntual" que será distinta en cada punto, posición o porción " infinitesimal" del sistema, y que vendrá definida por:

Sin embargo, debe tenerse en cuenta que las hipótesis de la mecánica de medios continuos solo son válidas hasta escalas de , ya que a escalas atómicas la densidad no está bien definida. Por ejemplo, el tamaño del núcleo atómico es aproximadamente de y en él se concentra la inmensa mayor parte de la masa atómica, por lo que su densidad (2,3·10 ¹⁷ kg/m³) es muy superior a la de la materia ordinaria. Es decir, a escala atómica la densidad dista mucho de ser uniforme, ya que los átomos están esencialmente vacíos, con prácticamente toda la masa concentrada en el núcleo atómico.

La densidad aparente es una magnitud aplicada en materiales de constitución heterogénea, y entre ellos, los porosos como el suelo, los cuales forman cuerpos heterogéneos con intersticios de aire u otra sustancia, de forma que la densidad total de un volumen del material es menor que la densidad del material poroso si se compactase. En el caso de un material mezclado con aire se tiene:

La densidad aparente de un material no es una propiedad intrínseca del material y depende de su compactación. La densidad aparente del suelo ( ) se obtiene secando una muestra de suelo de un volumen conocido a 105 °C hasta peso constante.

Símbolo

Nombre

Se debe considerar que para muestras de suelo que varíen su volumen al momento del secado, como suelos con alta concentración de arcillas 2:1, se debe expresar el contenido de agua que poseía la muestra al momento de tomar el volumen.

En construcción se considera la densidad aparente de elementos de obra, como por ejemplo de un muro de ladrillo, que contiene ladrillos, mortero de cemento o de yeso y huecos con aire (cuando el ladrillo es hueco o perforado).

En general, la densidad de una sustancia varía cuando cambia la presión o la temperatura, y en los cambios de estado. En particular se ha establecido empíricamente:

Cuando aumenta la presión, la densidad de cualquier material estable también aumenta, notablemente en los gases, casi inapreciablemente en líquidos y sólidos.

Como regla general, al aumentar la temperatura, la densidad disminuye (si la presión permanece constante). Sin embargo, existen notables excepciones a esta regla. Por ejemplo, la densidad del agua crece entre el punto de fusión (a 0 °C) y los 4 °C;​ algo similar ocurre con el silicio a bajas temperaturas.[cita requerida]

De manera práctica y dependiendo del tipo de problema que se esté solucionando, para los líquidos y sólidos se puede considerar la densidad constante. Esto es debido a que las variaciones que presentan en cuanto a dilatarse o contraerse debido a cambios de presión y/o temperatura son relativamente pequeños.​

El efecto de la temperatura y de la presión en los sólidos y líquidos es muy pequeño, por lo que típicamente la compresibilidad de un líquido o sólido es de 10 −6 bar−1 (1 bar=0,1 MPa) y el coeficiente de dilatación térmica es del orden de 10 −5 K−1 Las consideraciones anteriores llevan a que una ecuación de estado para una sustancia ordinaria debe satisfacer las siguientes restricciones:

(*)

Por otro lado, la densidad de los gases se ve notablemente afectada por la presión y la temperatura. La ley de los gases ideales describe matemáticamente la relación entre estas tres magnitudes:

(**)

donde es la constante universal de los gases ideales, es la presión del gas, su masa molar y la temperatura absoluta. Eso significa que un gas ideal a 300 K (27 °C) y 1 atm duplicará su densidad si se aumenta la presión a 2 atm manteniendo la temperatura constante o, alternativamente, se reduce su temperatura a 150 K manteniendo la presión constante. Como puede comprobarse las relaciones (*) también se satisfacen en (**)

Un densímetro automático que utiliza el principio del tubo en U oscilante

Picnómetro

La densidad puede obtenerse de forma indirecta y de forma directa. Para la obtención indirecta de la densidad, se miden la masa y el volumen por separado y posteriormente se calcula la densidad. La masa se mide habitualmente con una balanza, mientras que el volumen puede medirse determinando la forma del objeto y midiendo las dimensiones apropiadas o mediante el desplazamiento de un líquido, entre otros métodos. Los instrumentos más comunes para medir la densidad son:

El densímetro, que permite la medida directa de la densidad de un líquido.

El picnómetro, que permite la medida precisa de la densidad de sólidos, líquidos y gases (picnómetro de gas).

La balanza hidrostática, que permite calcular densidades de sólidos.

La balanza de Mohr (variante de balanza hidrostática), que permite la medida precisa de la densidad de líquidos.

Otra posibilidad para determinar las densidades de líquidos y gases es utilizar un instrumento digital basado en el principio del tubo en U oscilante. Cuyo frecuencia de resonancia está determinada por los materiales contenidos, como la masa del diapasón es determinante para la altura del sonido​

Las unidades de medida más usadas son:

En el Sistema Internacional de Unidades (SI):

Otras unidades para expresar la densidad son:

En el Sistema anglosajón de unidades:

Densidad de los elementos químicos

Densidad de los elementos químicos en condiciones de laboratorio, expresadas en g·cm −3 (los elementos de una densidad mayor que la del osmio o el iridio solo tienen una densidad teóricaː los elementos radiactivos super-pesados se producen en cantidades demasiado bajas o se desintegran demasiado rápidamente para permitir la medición):

Densidad de los elementos en su punto de fusión​ en g·cm −3 ː

Véase también

Bibliografía

Schackelford, J. F. Introducción a la ciencia de los materiales para ingenieros, 6.ª ed., 2008. ISBN 978-84-205-4451-9.

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Densidad - Wikipedia, la enciclopedia libre

# data[].attributes.attachment_link.description
En física y química, la densidad (del latín, densĭtas, -ātis) es una magnitud escalar referida a la cantidad de masa en un determinado volumen de una sustancia o un objeto sólido. Usualmente, se simboliza mediante la letra ro ( ρ) del alfabeto griego.

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Las dificultades que tuvimos fueron que no todas pudimos conseguir los materiales al inicio, y además, fue difícil organizarnos para trabajar.

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https://www.uaeh.edu.mx/scige/boletin/prepa4/n4/m14.html

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Características de los líquidos

Abstract

The liquid is one of three conditions of aggregation of the matter. A liquid is a fluid (besides the gases) whose volume is constant under constant conditions of temperature and pressure.
The molecules of the liquids and gases are not kept in fixed positions, since it happens with the solid ones, can move freely slipping some on others and this prevents that the matter in the above mentioned conditions has own form; for which a liquid takes the form of the container that contains it. This difference between solid and liquid owes by force of union between his molecules. In the solid ones the above mentioned force is the sufficiently big thing to support them in the same position, in the liquids it is very weak to make them fixed, though the sufficiently big thing to keep them close

Keywords: Viscosity, superficial tension, cohesion, adhesion, density, relative density, specific weight, pressure, atmospheric pressure, hydrostatic pressure

Resumen

El líquido es uno de los tres estados de agregación de la materia. Un líquido es un fluido (además de los gases) cuyo volumen es constante bajo condiciones de temperatura y presión constantes.
Las moléculas de los líquidos y gases no se mantienen en posiciones fijas, como ocurre con los sólidos, se pueden mover libremente deslizándose unas sobre otras y esto impide que la materia en dichos estados tenga forma propia; por lo cual un líquido toma la forma del recipiente que lo contiene. Esta diferencia entre sólidos y líquidos se debe a la fuerza de unión entre sus moléculas. En los sólidos dicha fuerza es lo suficientemente grande para mantenerlas en una misma posición, en los líquidos es muy débil para dejarlas fijas, aunque lo suficientemente grande para mantenerlas unidas.

Palabras clave: Viscosidad, tensión superficial, cohesión, adhesión, densidad, densidad relativa, peso específico, presión, presión atmosférica, presión hidrostática

CARACTERÍSTICAS DE LOS LÍQUIDOS

Esta parte de la hidráulica es demostrada por principios importantes como son: el principio de Pascal y el principio de Arquímedes.

El estudio de los líquidos requiere el conocimiento de algunas de sus características; mismas que ahora te invitamos a conocer.

a) Viscosidad.
La viscosidad es la medida de la resistencia interna de un fluido a desplazarse o moverse.
Tanto el aire como el agua a pesar de fluir con facilidad, presentan cierto grado de dificultad al flujo. Cuando las moléculas de un fluido se desplazan, se presentan fuerzas internas que tienden a contrarrestar la fuerza que se aplica en el fluido para ponerlo en movimiento.

La viscosidad se puede definir como:
La viscosidad es la medida de la resistencia interna de un fluido a desplazarse o moverse.
En los líquidos la viscosidad se debe a la fuerza de cohesión entre sus moléculas. .

La viscosidad mide cuánta fuerza se requiere para deslizar una capa del fluido sobre otra, los fluidos tienden a seguir la ley de la gravedad, pero no todos se trasladan con la misma facilidad.

Si no fuera por la viscosidad, un líquido podría desplazarse a través de un tubo por su propia inercia sin que ninguna diferencia de presiones tuviera que empujarlo entre los extremos del conducto.

La unidad de medición de la viscosidad en el sistema internacional es el "poiseville", que se define como:
"La viscosidad que tiene un fluido cuando su movimiento rectilíneo uniforme sobre una superficie plana es retardado por una fuerza de un newton por metro cuadrado de superficie de contacto con el fluido y la velocidad de éste, respecto a la superficie es de un metro por segundo".
Si un fluido en movimiento no tuviera viscosidad, podría pasar por un tubo horizontal sin que se le aplicara fuerza alguna. Pero debido a la viscosidad se requiere de la aplicación de una fuerza y por lo tanto de una diferencia de presiones en los extremos del tubo para que el fluido se mueva, es decir, para que haya flujo. El científico francés Jean Léonard Poiseville determinó las variables que intervienen en la rapidez de flujo laminar y continuo de un fluido, incomprensible dentro de un tubo cilíndrico.

Al valor de la viscosidad de un fluido se le llama coeficiente de viscosidad y depende de la temperatura. En los líquidos, el coeficiente de la viscosidad disminuye si la temperatura aumenta y en los gases aumenta al aumentar la temperatura.

El aceite de los automóviles tiene una viscosidad elevada. Esto es importante porque recubre las piezas móviles del motor e impide que la fricción los desgaste.

En la industria la viscosidad se cuantifica en forma práctica, utilizando recipientes con una determinada capacidad, que tienen un orificio de un diámetro establecido convencionalmente. Al medir el tiempo que el líquido tarda en fluir se conoce su viscosidad, para ello se usan tablas que relacionan el tiempo de escurrimiento con la viscosidad.

La viscosidad dada en poiseville para algunas sustancias se muestra a continuación:
TABLA 1 Coeficiente de viscosidad de diferentes sustancias
b) Tensión superficial
La tensión superficial hace que la superficie libre de un líquido se comporte como una fina membrana elástica.
Este fenómeno se presenta debido a la atracción entre las moléculas de un líquido. Cuando se coloca un líquido en un recipiente, las moléculas del interior del líquido se atraen entre sí en todas direcciones por fuerzas iguales que se contrarrestan unas con otras; pero las moléculas de la superficie del líquido sólo son atraídas por las moléculas que se encuentran por debajo de ellas y las laterales más cercanas, dando lugar a una fuerza dirigida hacia el interior del líquido. Por esta razón, la superficie de todos los líquidos posee una cierta rigidez llamada tensión superficial.

Puesto que todas las moléculas de la superficie de un líquido tienen una fuerza resultante que las jala hacia adentro, por naturaleza se acomodan de manera que tengan la mínima superficie expuesta. Se debe a este comportamiento el que las gotas de un líquido sean esféricas, ya que una esfera es el cuerpo geométrico que presenta la menor área superficial. Al cambiar la forma, la superficie se estira o bien, se halla en un estado de tensión, presentando cierta rigidez, de ahí el nombre de tensión superficial,

Por ejemplo, una gota de líquido sobre el cual no operan otras fuerzas adopta una forma esférica. Esto se observa en el caso de las gotas de agua que se acumulan en la carrocería de un automóvil recién encerado. Si observamos las gotas que caen de una llave, las vemos ligeramente alargadas, esto se debe a que la fuerza de gravedad las jala hacia abajo y las deforma. Sin este efecto, su forma sería esférica.
La tensión superficial hace que la superficie libre de un líquido se comporte como una fina membrana elástica muy débil y delgada que puede estirarse al aplicársele una pequeña fuerza e incluso puede llegar a romperse.
La tensión superficial es una medida de la magnitud de las fuerzas hacia el interior que actúan sobre la superficie de un líquido. Cada líquido presenta un valor diferente de tensión superficial, que dependerá de la intensidad de las fuerzas de cohesión.

A continuación se indican los valores de tensión superficial de algunas sustancias:
TABLA 2 TENSIÓN SUPERFICIAL DE ALGUNAS SUSTANCIAS
La tensión superficial de un líquido disminuye con el aumento de temperatura.

Esto debido a que a mayor movimiento molecular, disminuyen las fuerzas de cohesión.

Debido a la tensión superficial los pequeños insectos pueden posarse o caminar sobre el agua; si colocas con cuidado una hoja de rasurar o una aguja en forma horizontal, sobre la superficie de un líquido, podrás ver que no se hunde. La tensión superficial también es responsable de que las gotas de un líquido y las pompas de jabón tomen una forma esférica.

La tensión superficial de un líquido se puede variar añadiéndole alguna sustancia. Por ejemplo, cuando lavamos ropa es importante disminuir la tensión superficial del agua para que ésta penetre con más facilidad por los tejidos durante el lavado de ropa, y esto se logra por la acción de los detergentes que se añaden al agua.

c) Cohesión

La cohesión es la fuerza de atracción que mantiene unidas a las moléculas de una misma sustancia.

La atracción molecular entre moléculas semejantes de un líquido recibe el nombre de fuerza cohesiva. Ésta fuerza da origen a la cohesión, o sea, a la tendencia de un líquido a permanecer como un conjunto de partículas. La falta de fuerzas cohesivas entre las moléculas de un gas le permite llenar todo el recipiente donde se encuentre un gas encerrado.

La cohesión es mayor en los sólidos que en los líquidos y en éstos es mayor que en los gases. ¿Sabías que debido a la fuerza de cohesión, dos gotas de agua que se juntan se unen para formar una sola, y qué lo mismo sucede con dos gotas de mercurio?

Si observas por las mañanas las hojas de las plantas de un jardín, notarás que el agua del rocío se distribuye en pequeñas gotas y no de manera uniforme sobre la superficie de la hoja. Esto ocurre debido a que actúan fuerzas de atracción entre las moléculas de agua que no permiten que ésta se desparrame totalmente. Por ejemplo, las gotas que salen de una llave, tienden a adoptar una forma esférica propia, debido a las fuerzas de cohesión, pues cada molécula atrae en todas direcciones por igual a las moléculas que la rodean.

Pero sobre las moléculas de los líquidos no actúan solamente las fuerzas de cohesión; actúan, además, fuerzas de repulsión, que les impiden situarse demasiado cerca unas de otras y, también la gravedad actúa sobre ellas, obligando a las capas superiores del líquido a resbalar sobre las inferiores, hasta alcanzar el mismo nivel en la superficie.

c) Adhesión o Adherencia.
Es la fuerza de atracción que se manifiesta entre las moléculas de dos sustancias diferentes que se ponen en contacto; generalmente un líquido con un sólido
Generalmente las sustancias líquidas, se adhieren a los cuerpos sólidos. Cuando se presenta el fenómeno de adherencia significa que la fuerza de adhesión entre las moléculas de una misma sustancia es mayor que la fuerza de cohesión que experimentan con otra sustancia distinta, con la cual tienen contacto. Tal es el caso del agua que se adhiere al vidrio, la pintura al adherirse a un muro, el aceite al adherirse al papel, o la tinta a un cuaderno.

Cohesión y adherencia. Al juntar un líquido con un sólido tendremos como resultado que en la superficie de contacto existen dos fuerzas de tendencia opuesta.

Por un lado, la fuerza de cohesión que tenderá a mantener las moléculas del líquido juntas, y por el otro, las fuerzas de adhesión que tenderán a unir las moléculas del sólido con las del líquido, y por lo tanto a dividir al líquido.

Según sean los valores de estas fuerzas se obtienen diferentes resultados: si la adherencia es mayor que la cohesión, el líquido se distribuye sobre la superficie del sólido, y se dice que lo moja. Se trata de una propiedad importante de los "adherentes"

Si por el contrario, la cohesión es mayor que la adherencia el líquido tenderá a mantener su forma y una superficie mínima de contacto con el sólido por lo que no lo mojará.

El que suceda una cosa u otra depende de las características del líquido y del sólido. Por ejemplo, cuando hay agua sobre papel encerado se forman pequeñas gotas, pero cuando hay agua sobre cartulina, esta se moja. La diferencia está dada por las características del sólido.

Pero puede suceder que el líquido sea el que determine el resultado final de la interacción con el sólido. Si ponemos agua sobre la superficie de un vidrio, el agua se desparrama sobre el vidrio, y por lo tanto lo mojará, pero si ponemos mercurio sobre el vidrio, éste conservará su forma de gota, aunque la gota esté aplastada debido a su propio peso.

Haciendo uso de los conceptos de cohesión y adhesión, se puede explicar un fenómeno que encontramos en algunos procesos naturales: la capilaridad.

d) Capilaridad.
El fenómeno de capilaridad, consiste en el ascenso o descenso de un líquido dentro de un tubo de diámetro pequeño llamado capilar.
La tensión superficial, además de las fuerzas de cohesión y de adhesión origina el fenómeno de capilaridad que consiste en el ascenso o descenso de un líquido dentro de un tubo de diámetro pequeño llamado capilar. Si tomamos un tubo de vidrio muy delgado, que mida menos de 1 mm de diámetro interior, es decir, un tubo capilar y lo sumergimos en un recipiente con agua, observaremos que el líquido asciende por el tubo alcanzando una altura mayor que la que existe en la superficie libre del líquido, esto se debe a que el agua se adhiere (la fuerza de adhesión es mayor que la de cohesión) al tubo por dentro y por fuera, pero la fuerza de adhesión del líquido con las paredes internas hará subir el líquido formando una columna de agua hasta que el peso de la columna equilibre la fuerza de adhesión.

En el caso del menisco cóncavo, la presión por el lado cóncavo es la presión atmosférica y, por tanto, del otro lado la presión es menor y el líquido tiene que elevarse un poco para que todos los puntos a un mismo nivel horizontal tengan igual presión.

Al introducir un tubo capilar en un recipiente que contiene mercurio, la fuerza de cohesión entre las moléculas del líquido es mayor a la fuerza de adhesión existente con las paredes del recipiente, entonces el mercurio se curva hacia adentro sin mojar las paredes (menisco descendente), por lo que se observa que el mercurio en lugar de ascender por el tubo, desciende (no hay capilaridad); debido a que sufre una depresión. En este caso se forma un menisco convexo.

Los fenómenos anteriores se deben a las fuerzas de cohesión y adhesión. Si las fuerzas de adhesión son mayores, la curvatura se formará hacia arriba; si las fuerzas de cohesión son mayores, se presentará un menisco con la curvatura hacia abajo.
La capilaridad es la propiedad que presentan los líquidos de alcanzar en el interior de tubos muy delgados (menos de 1 mm de diámetro interior) un nivel diferente al del resto del líquido.
Este fenómeno es importante para ciertos procesos naturales, por ejemplo:

¿Sabías que debido a la capilaridad el agua que absorben las plantas se distribuye gracias a un sistema de capilares muy finos; el alcohol y el petróleo ascienden por las mechas en las lámparas y, también ocurre la circulación de la sangre a través de pequeños vasos sanguíneos?

Cuando el tubo que se utiliza es muy ancho no se produce esté fenómeno, pues la acción de la presión atmosférica tiende a igualar el nivel en todo el líquido.

f) Densidad.
La densidad de una sustancia se define como la masa contenida en la unidad de volumen.
Como sabes de cursos anteriores, la masa es una medida de la cantidad de materia que contiene una sustancia.

en donde:

r = la densidad de la sustancia, en kg./m3

m = la masa de la sustancia, en kg.

V = el volumen que ocupa la sustancia, en m3

Es común decir que el mercurio es más pesado que el agua, pero lo que se quiere dar a entender con ello es, que un volumen dado de mercurio contiene más materia que un volumen igual de agua.

La densidad de los líquidos se determina en forma práctica, usando instrumentos conocidos como "densímetros", aprovechando el empuje que sufren los cuerpos sumergidos en líquidos (ver principio de Arquímides). Un densímetro se sumerge en el líquido al cual se le va a determinar su densidad, y ésta se lee, según el nivel que alcance el líquido en que flotan, con base en una escala previamente determinada. Un densímetro se gradúa colocándolo en diferentes líquidos de densidad conocida, como el agua, el alcohol o aceite.

Dado que la mayor parte de los materiales se expanden al ser calentados, las densidades normalmente disminuyen al elevarse la temperatura. Una excepción notable la constituye el agua en el intervalo de 0 ºC a 4 ºC. El agua se contrae con el aumento de temperatura en este intervalo, sólo porque las moléculas de hielo, o incluso las de agua líquida a 0 ºC, exhiben una disposición o arreglo ordenado a baja densidad en distancias cortas. El orden desaparece al aumentar la temperatura, y esto permite a las moléculas comprimirse más densamente.

Algunos valores de densidades para diferentes sustancias los encontramos en la siguiente tabla.
TABLA 3 DENSIDAD DE DIFERENTES SUSTANCIAS
g) Densidad Relativa
La densidad relativa de un cuerpo es el resultado de dividir la densidad de dicho cuerpo entre la densidad del agua.
A veces se expresa la densidad de una sustancia diciendo cuántas veces es más densa que otra sustancia de igual volumen. El agua por ser una de las sustancias más abundantes se emplea como base de la comparación.

La densidad relativa de un sólido o un líquido se define como el resultado de dividir la densidad de dicha sustancia entre la densidad de un volumen igual de agua, es decir:

Por ejemplo, la densidad del mercurio es de 13600 kg/m3 y su densidad relativa es 13.6, lo cual indica que este metal tiene una densidad 13.6 veces mayor que el agua.

h) Peso Específico
El peso específico de una sustancia se define como el peso de la sustancia por unidad de volumen.
P m · g
Pe = ------------ = -------------- = r · g
V V

en donde: Pe = peso específico de la sustancia, en N/m3.

P = peso de la sustancia, en newtons.

V = volumen que ocupa la sustancia, en m3.

m = la masa de la sustancia, en kg.

g = aceleración de la gravedad, en m/s2.

Cuando te acuestas en un colchón se produce una deformación en él, pero es mayor si te paras sobre él. A pesar de que tu peso no cambia por modificar la posición de tu cuerpo es mayor la deformación en el colchón porque el área de contacto disminuye. En este caso decimos que la presión sobre el colchón aumenta. Por lo que definimos a la presión como:

Fuerza aplicada
Presión = ---------------------------------------------------------
Área de contacto sobre la que actúa

La presión se mide en Pascales. 1 Pascal = 1 N /1m2

Un líquido contenido en un recipiente ejerce una fuerza sobre todas las paredes del recipiente. Como la fuerza es perpendicular a la superficie de las paredes, conviene expresarla en términos de presión.
La presión se define como la fuerza por cada unidad de área, sobre la cual actúa.
La fórmula para el cálculo de la presión es:

en donde:

P = presión, en N/m2 (1 N/m2 = 1 Pascal ).

F = fuerza perpendicular a la superficie, en newtons.

A = área o superficie sobre la que actúa la fuerza, en m2.

También se utilizan como unidades de presión la dina sobre centímetro cuadrado (1 dina/cm2 = 0.1 N/m2); 1 atmósfera = 1.013 x 105 N/m2, 1 bar = 105 N/m2.

La expresión anterior nos indica que a mayor fuerza aplicada mayor presión y a mayor área sobre la que actúa la fuerza, menor presión. . Dicha presión actúa en todas las direcciones y sólo es nula en la superficie libre del líquido.

i) Presión atmosférica

La tierra está rodeada por una capa de aire llamada atmósfera. El aire, que es una mezcla de 20% de oxígeno, 79% de nitrógeno y 1% de gases raros, debido a su peso ejerce una presión sobre todos los cuerpos que están en contacto con él, llamada presión atmosférica. La presión atmosférica se mide con un barómetro (ver tema 3.2 presión atmosférica).

La presión atmosférica varía con la altura con respecto al nivel del mar, por lo cual, al nivel del mar se tiene el máximo valor de ella, llamada presión normal y que equivale a:

1.013 x 105 N/m2 = 760 mm de Hg = 1 atmósfera (atm)

k) Presión Hidrostática
La presión hidrostática es aquella presión que ejerce un líquido debido a su peso, sobre todo cuerpo que se encuentre sumergido dentro de él.
Todo líquido contenido en un recipiente origina una presión sobre el fondo y las paredes del recipiente que lo contiene, sin tener en cuenta las presiones que se ejercen sobre su superficie, como la atmosférica o la que se ejercería con un pistón colocado sobre la superficie del líquido. Esta presión recibe el nombre de presión hidrostática, la cuál aumenta conforme mayor es la profundidad.

Todo cuerpo sumergido dentro de un líquido, se encuentra sometido a dicha presión hidrostática. La presión hidrostática en cualquier punto, puede ser calculada multiplicando el peso específico del líquido por la altura que hay desde la superficie libre del líquido hasta el punto considerado. Su expresión matemática es:

Ph = (Pe) (h) = r · g · h

En donde:

Ph = la presión hidrostática, en N/m2 ;

Pe = el peso específico del líquido, en N/m3;

h = la distancia desde la superficie libre del líquido hasta el punto considerado (altura de la columna de líquido), dada en metros.

r = densidad del líquido.

g = aceleración de la gravedad (9.81 m/s2).

Es importante reconocer que la presión hidrostática no depende de la cantidad de líquido, sino de la profundidad a la que se encuentre el objeto o persona, es decir, si una persona se encuentra en un determinado lugar a una profundidad de 2 metros ya sea en una alberca gigante, en una alberca pequeña, en una cisterna o en un gran lago, la presión hidrostática a la que se encuentra sometido es la misma.

La presión hidrostática es solo la presión del agua, pero en muchos casos, el fluido no es el único factor de la presión. En un recipiente abierto, un líquido está sujeto además a la presión atmosférica. Por lo tanto, para determinar la presión total, a una profundidad h se debe agregar la presión atmosférica del lugar en donde se encuentre (101.3 kilo Pascales al nivel del mar).

Por ejemplo, habrás notado que al sumergirte en el agua, no importa de que lado inclines la cabeza, sentiste la misma cantidad de presión en tus oídos; la presión actúa hacia arriba cuando intentamos meter una pelota en el agua; el fondo de un barco es empujado hacia arriba por la presión del agua. Por lo anterior, podemos decir que, la presión de los líquidos actúa en todas las direcciones.

Para que los conceptos anteriores te queden reafirmados, veamos algunos ejemplos.
Ejemplo 1
Un kg., de alcohol etílico, ocupa un volumen de 0.001266 m³:
a) ¿Cuál es su densidad?
b) ¿Cuál es su peso específico?
Sustitución y resultado:
m 1 kg
a) r = ------- = ---------------------- = 789.95 kg/m3
V 0.0012659 m3

b) Pe = r · g = (789.95 kg/m3) (9.81 m/s2) = 7749.40 N/m3
Ejemplo 2
Un cubo de uranio (r =18680 kg/cm3) mide 2 cm de lado.
a) Determine su masa.
b) ¿Cuánto medirá en cada lado un cubo de hielo,(r = 920 kg/m3) que tenga la misma masa.

r =18680 kg/cm3
V = (0.02 cm)3 = 8.0 x 10 - 6 m3,

a) Despeje, sustitución y resultado:

m = r·V = (18680 kg/cm3) ( 8.0 x 10 - 6 m3 ) = 0.149 kg., es la masa del cubo de uranio

b) de acuerdo al inciso anterior la masa de un cubo (de 3 cm. por lado) de uranio tiene una masa de: m = 0. 149 kg., por tanto, el volumen del hielo estará dado por:

V = m/rhielo = 0.149 kg/920 kg/m3 = 1.619 x 10 -4 m3

Por lo cual para obtener la dimensión de cada lado del cubo de hielo, hay que obtener la raíz cúbica de 1.619 x 10 -4 m3, la cual nos da un valor de: 0.0545 metros, es decir, 5.45 centímetros es la dimensión de cada lado del cubo de hielo que tiene una masa de 0. 149 kg.
Problema 3
Sobre un líquido encerrado en un recipiente se aplica una fuerza de 100 N mediante un pistón que tiene un área de 0.01 m2. ¿Cuál es el valor de la presión?
Sustitución y resultado:

100 N
P = ------------------ = 10 000 N/m2 (Pa)
0.01 m2

Problema 4
Calcular la presión hidrostática en el fondo de una alberca de 5 m de profundidad, si la densidad del agua es de 1000 kg/m3.

Ph = (Pe) (h) = r · g · h
Sustitución y resultado:

Ph = (1000 kg/m3) (9.81 m/s2) (5 m) = 49050 N/m2

Referencias Bibliograficas

Pérez Montiel, Hector (2011) FISICA GENERAL BACHILLERATO, Grupo Editorial Patria, edición 4.

Hewitt, Paul G., (2009), Conceptos de Física, Editorial Limusa S.A. de C.V.
Tippens, Paul E. (2011), FISICA conceptos y aplicaciones, Editorial: MCGRAW HILL, edición 7.

Profesor de la Escuela Preparatoria No. 4

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Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo

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Abstract The liquid is one of three conditions of aggregation of the matter. A liquid is a fluid (besides the gases) whose volume is constant under constant conditions of temperature and pressure.

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Para un próximo trabajo, nuestra sugerencia sería no necesitar tantos materiales porque algunas no pudimos conseguirlos a tiempo, y organizarnos mejor en equipo.

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Nuestra solución para conseguir todos los materiales fue dividírnoslos, por ejemplo, que cada una lleve dos sustancias. También, nuestra solución fue investigar más sobre el tema para saber como hacer el trabajo.

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https://www.mt.com/int/es/home/applications/Application_Browse_Laboratory_Analytics/Density/density-measurement.html

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Mettler-Toledo International Inc. all rights reserved

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Conozca todos las cuestiones sobre la medición de la densidad, incluidas qué es la densidad y cómo se mide. Tratamos aplicaciones y factores que pueden afectar a la determinación de la densidad y mucho más.

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Aprendimos sobre la densidad de cada sustancia que trabajamos, entendimos como elaborar una pregunta de indagación, una hipótesis, y variables, y también, aprendimos a trabajar en equipo.

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En conclusión, las sustancias NO se mezclaron por la relación entre el peso (masa) y el volumen que ocupan. Los líquidos que pesan más (tienen una densidad más alta) se hundieron por debajo de los líquidos que pesan menos (tienen una densidad más baja) y al cumplir estas funciones, nuestra torre de densidades cumplió con el objetivo del experimento. Por todos estos resultados, podemos decir que la hipótesis planteada se verificó y sí fue la correcta.

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Ubicación de los líquidos en una torre de densidad

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Ubicación de los líquidos en una torre de densidad

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1. Miel (abajo de todo): es la sustancia con mayor densidad, por lo que se ubica debajo de todo.
2. Leche: su densidad es menor que la de la miel, por lo que va arriba de ella.
3. Jabón líquido: su densidad es menor que la de la leche, por lo que va arriba de ella.

4. Agua:  su densidad es menor que la del jabón líquido, por lo que va arriba de ella.
5. Aceite: su densidad es menor que la del agua, por lo que va arriba de ella.
6. Alcohol puro: su densidad es menor que la del aceite, por lo que va arriba de el.