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UNIVERSIDADE FEDERAL DO ACRE PRÓ-REITORIA DE GRADUAÇÃO COORDENAÇÃO DO CURSO DE BACHARELADO EM ENGENHARIA ELÉTRICA FELIPE SOUZA FERREIRA DENSIDADE DE UM LÍQUIDO E UM SÓLIDO RIO BRANCO 2022 1. Introdução A densidade é uma propriedade física que caracteriza uma substância. “A densidade é definida como a massa da unidade de volume de uma substância, ou simplesmente, massa por unidade de volume”. (RUSSEL, 2004, p. 40). A quantidade de matéria existente em uma unidade de volume é expressa por esta grandeza. Geralmente, expressa em gramas por mililitro ou gramas por cm3(sistema CGS) é uma propriedade que não depende da extensão do corpo. D=m/V Onde V e m são, respectivamente, o volume e a massa do corpo, e a densidade absoluta do corpo. É, portanto, uma grandeza derivada, pois é definida através de outras grandezas. A densidade relativa de um material é a relação entre a sua densidade absoluta e a densidade absoluta de uma substância estabelecida como padrão. Os líquidos são substâncias com densidades bem menores em relação aos sólidos, pois, as partículas de suas moléculas se encontram mais distanciadas umas das outras. Suas densidades variam um pouco e para se medir a densidade de líquidos e fluidos, existem dois tipos de equipamentos: um deles é o picnômetro e o outro é o densímetro. Existem dois princípios nos quais se fundamentam os diferentes métodos de determinação de densidade: o absoluto e o relativo. Nos métodos de densidade absoluta, que será o método usado, consistem na medição da massa de uma substância que ocupa um volume conhecido (ou vice-versa), o principal é o método da picnometria, que consiste na determinação bastante precisa de massa e volume de substâncias líquidas e sólidas. um método conhecido é de densidade relativa que são baseados no princípio de Arquimedes, constituindo na medição (geralmente indireta) do efeito do empuxo, que é diretamente proporcional à massa de líquido deslocada por um corpo sólido imerso flutuante. 2. Objetivo Verificar experimentalmente o princípio de Arquimedes. 3. Materiais utilizados • Massas • Dinamômetro • Proveta graduada • Tripé com suporte 3. Procedimento experimental ▪ Medir o peso das massas no ar (peso real). ▪ Medir o peso das massas no liquido quando totalmente mergulhados (peso aparente). ▪ Calcular a densidade e o empuxo. 4. Resultados 4.1 Densidade do solido m(kg) V(m3) ∆v(m3) D(kg/m3) 0 34x10-6 0 0 11,091x10-2 47x10-6 13x10-6 85,31x105 Portanto, a densidade do solido do experimento foi de 8531,5 kg/m3, ao comparar com a densidade de outros materiais (Metais), vemos que, ele mais se aproxima do bronze e do latão, com erro absoluto de apenas 31,5 kg/m3. Conforme a tabela e o gráfico abaixo. Material D(kg/m3) AÇO 7800,0 ALUMÍNIO 2600,0 BRONZE 8500,0 CHUMBO 11300,0 COBRE 8900,0 ESTANHO 7400,0 FERRO FORJADO 7900,0 FERRO FUNDIDO 7400,0 LATÃO 8500,0 ZINCO 7200,0 EXPERIMENTO 8531,5 Fonte: https://operaction.com.br/densidade-dos-materiais/ O gráfico abaixo mostra a comparação da densidade do material do experimento com os demais metais. 4.2 Densidade do liquido p(N) p'(N) v(m3) ∆v(m3) 0 0 34x10-6 0 0,196 0,1274 41x10-6 7x10-6 Neste experimento, precisamos descobrir a densidade do liquido e o empuxo. Portanto, para determinar o empuxo, tendo o peso aparente e o peso do corpo, necessitamos da formula p’=pc-E, logo o E=0,0686N 𝑝′ = 𝑝𝑐 − 𝐸 0,1274 = 0,196 − 𝐸 𝐸 = 0,0686𝑁 Tendo o empuxo, podemos determinar a densidade do liquido por 𝐸 = 𝜇 · 𝑣 · 𝑔, logo μ= 1004,36kg/m3. 𝐸 = 𝜇 · 𝑣 · 𝑔 0,0686 = 𝜇 · 0,000007 · 9,8 𝜇 = 0,0686 0,0000686 𝜇 = 1000,0 𝑘𝑔/𝑚3 Portanto a densidade do líquido foi de 1004,36 kg/m3, ao comparar com a densidade de outros líquidos, vemos que ele mais se aproxima da água, com erro absoluto de 2,0 kg/m3, conforme a tabela abaixo Liquido D(kg/m3) Água 998,0 Acetileno 615,0 Acetona 791,0 Amônia 697,0 Anilina 1021,0 propileno glicol 1036,0 Clorofórmio 1489,0 Etanol 789,0 Éter 715 Etileno glicol 1109,0 Experimento 1000,0 Fonte: https://www.if.ufrj.br/~bertu/fis2/hidrostatica/tabela_LIQ.html O gráfico abaixo mostra a comparação da densidade do liquido do experimento com os demais liquidos. 5. Conclusão Portanto, a densidade do solido do experimento foi de 8531,5 kg/m3, ao comparar com a densidade de outros materiais (Metais), vemos que, ele mais se aproxima do bronze e do latão, com erro absoluto de apenas 31,5 kg/m3. A densidade do líquido foi de 1004,36 kg/m3, ao comparar com a densidade de outros líquidos, vemos que ele mais se aproxima da água, com erro absoluto de 2,0 kg/m3. 6. Referencias OPERACTION. Densidade Dos Materiais. Disponível em: https://operaction.com.br/densidade-dos-materiais/. Acesso em: 19 jan. 2022. BERTULANI, Marcos. Propriedades de Fluidos. Disponível em: https://www.if.ufrj.br/~bertu/fis2/hidrostatica/tabela_LIQ.html/. Acesso em: 19 jan. 2022.
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