Relatório CTM DETERMINAÇÃO DE DENSIDADE DE METAIS PELO MÉTODO DE PESAGEM

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Centro Universitário Newton Paiva 
Faculdade de Ciências Exatas e Tecnológicas - FACET 
Curso de Engenharia Civil 
 
 
Jéssica Aparecida T. de Oliveira - 11511082 
Jeferson Reis - 11510010 
Douglas Lécio - 11410101 
 
 
 
 
 
DETERMINAÇÃO DE DENSIDADE DE METAIS PELO MÉTODO DE 
PESAGEM 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
BELO HORIZONTE-MG 
2016 
 
 
 
Centro Universitário Newton Paiva 
Curso de Engenharia Civil 
 
 
 
 
 
DETERMINAÇÃO DE DENSIDADE DE METAIS PELO MÉTODO DE 
PESAGEM 
 
 
 
Relatório apresentado ao curso de 
Engenharia Civil, da Faculdade de 
Ciências Exatas e Tecnológicas - 
FACET, Centro Universitário Newton 
Paiva, 3º período, como requisito 
parcial para aprovação na disciplina 
de Ciência e Tecnologia dos Materiais. 
. 
 Orientador: Ubirajara Domingos de Castro 
 
 
 
 
 
 
 
BELO HORIZONTE-MG 
2016 
 
 
 
 
 
RESUMO 
 
Densidade é uma grandeza que expressa a razão entre a massa de um material e o 
volume por ele ocupado. 
É uma propriedade específica de cada material que serve para identificar uma 
substância. Essa grandeza pode ser enunciada da seguinte forma: A densidade (ou 
massa específica) é a relação entre a massa (m) e o volume (v) de determinado 
material (seja ele sólido, líquido ou gasoso). Matematicamente, a expressão usada 
para calcular a densidade é dada por: densidade = massa*volume. A unidade de 
densidade no SI é o quilograma por metro cúbico (kg/m3), embora as unidades mais 
utilizadas sejam o grama por centímetro cúbico (g/cm3). 
Conforme se observa na expressão matemática da densidade, ela é inversamente 
proporcional ao volume, isto significa que quanto menor o volume ocupado por 
determinada massa, maior será a densidade. 
Sistema cristalino ou sistema de cristalização um mineral é a denominação dada ao 
conjunto de propriedades que resultam na forma como estão espacialmente 
ordenados os átomos ou as moléculas que constituem cada mineral. Os sistemas 
cristalinos dos minerais são: Tetragonal, triclínico, hexagonal, monoclínico, 
ortorrômbico, cúbico ou isométrico e trigonal. O sistema de cristalização é um dos 
principais elementos usados para a classificação de denominação dos minerais. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
OBJETIVO DA PRÁTICA 
 
Calcular a densidade de metais e ligas metálicas através do método de pesagem e 
comparar os resultados obtidos experimentalmente com os valores calculados a partir 
do estudo de sistemas cristalinos.
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
1. INTRODUÇÃO...................................................................................................1 
2.MATERIAIS E MÉTODOS.................................................................................2 
3. PROCEDIEMENTOS DA PRÁTICA............... ..................................................4 
4.RESULTADOS E METODOS..............................................................................5 
5.CONCLUSÃO ....................................................................................................9 
6.REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS...................................................................10 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
https://www.google.com.br/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwiA8Jr_t_rLAhUCTJAKHaevAqAQjRwIBw&url=https://www.area31.net.br/wiki/Parceiros&psig=AFQjCNEjviDBK6b3oGsEV6Bog68nWf_IEQ&ust=1460046700349520
 
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1. INTRODUÇÃO 
 
O cálculo da densidade é muito comum e importante para a engenharia. Sendo 
usado por exemplo, para o cálculo de massa de um determinado sólido, devido 
ao peso próprio dentre outras. Pode-se calcular a densidade de metais através 
do método de pesagem em que se divide sua massa pelo volume como é mais 
usual ou através dos sistemas cristalinos, sendo este o método mais preciso. Os 
elementos possuem valores tabelados de densidade, sendo assim quando se 
encontra a densidade de determinada liga metálica pelo método da pesagem e 
se compara com a densidade tabelada dos elementos que a constituem pode-
se estimar o nível de impureza da liga, que é o objetivo desse relatório. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2. MATERIAIS E MÉTODOS 
 
Materiais: 
. Aço inoxidável austenítico 
. Aço comum SAE 1045 
. Alumínio 
. Cobre “mais escuro”: liga Cu-Sn 
. Latão “amarelo”: liga Cu-Zn 
 
 
Instrumentos e equipamentos 
. Paquímetro 
. Balança 
 
 
 
 
 
 
 
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3. PROCEDIMENTOS DA PRÁTICA 
 
Dados complementares para cálculos: 
 
n - nano = 10 -9 
nm = 10 -9 m ou 
nm= 10 -7cm 
 
Na – Número de Avogadro = 6,023 x 1023 átomos ou moléculas 
 
Material Raio 
Atômico 
(nanômetro) 
Mass atômico 
(uma) 
Estrutura 
cristalina 
Alumínio 0,143 26,98 CFC 
Cobre 0,128 63,55 CFC 
Latão 0,128 63,55 CFC 
Aço Inoxidável 0,124 55,85 CCC 
Aço comum SAE 
1045 
0,124 55,85 CCC 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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4.RESULTADOS E MÉTODOS 
 
Usando o paquímetro e a balança, foram feitas medições e calculados os 
valores de volume e peso dos sólidos das ligas metálicas em estudo, que 
estão organizados na tabela 1 e 2 a seguir: 
 
Tabela 1: Identificação dos materiais: 
Materiais 
(nome) 
Altura 
(mm) 
Diâmetro 
(mm) 
Peso 
(gf) 
Latão 9,17 mm 50,61 mm 168,45 gf 
Aço Inoxidável 12,44 mm 50,44 mm 192,11 gf 
Cobre 8,07 mm 50,57 mm 149,82 gf 
Aço comum SAE 
1045 
9,52 mm 50,25 mm 153,81 gf 
Alumínio 9,14 mm 50,42 mm 66,60 gf 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Tabela 2: Cálculo do volume das amostras: 
 
 
 
 
 
 
 
 
Aço Inoxidável 
𝑆 =
𝜋. 𝑑2
4
= 
𝜋. (50,44)2
4
→ 𝑆 = 1998,2 𝑚𝑚2 
 
𝑉 = 𝑆 ∗ ℎ = 1998,2 ∗ 12,44 → 𝑉 = 24857,6 𝑚𝑚3 → 𝑽 = 𝟐𝟒, 𝟗 𝒄𝒎³ 
 
 
Aço comum SAE 
1045 
𝑆 =
𝜋. 𝑑2
4
= 
𝜋. (50,25)2
4
→ 𝑆 = 1983,2 𝑚𝑚2 
 𝑉 = 𝑆 ∗ ℎ = 1983,2 ∗ 9,52 → 𝑉 = 1880,1𝑚𝑚3 → 𝑽 = 𝟏𝟖, 𝟗𝒄𝒎³ 
 
 
Alumínio 
𝑆 = 𝑏2 ∗ ℎ = (50,42)2 ∗ 9,14 → 𝑆 = 23235,5𝑚𝑚2 
 
𝑉 = 23235,5 ∗ 9,14 → 𝑉 = 212372,5𝑚𝑚3 → 𝑽 = 𝟐𝟏𝟐, 𝟒𝒄𝒎³ 
 
Cobre 
𝑆 =
𝜋. 𝑑2
4
= 
𝜋. (50,57)2
4
→ 𝑆 = 1984,7𝑚𝑚2 
 
𝑉 = 1984,7 ∗ 8,07 → 𝑉 = 16016,5𝑚𝑚3 → 𝑽 = 𝟏𝟔, 𝟎𝟐𝒄𝒎³ 
Latão 
𝑆 =
𝜋. 𝑑2
4
= 
𝜋. (50,61)2
4
→ 𝑆 = 2011,7𝑚𝑚2 
 
𝑉 = 2011,7 ∗ 9,17 → 𝑉 = 18447,3𝑚𝑚3 → 𝑽 = 𝟏𝟖, 𝟓𝒄𝒎³ 
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Tabela 3: Cálculo da densidade das amostras: 
 
MATERIAL 
(nome) 
PESO 
(gf) 
VOLUME (cm3) DENSIDADE 
(g/cm3) 
 
AçoInoxidável 
 
 
192,11gf 
 
24,9cm³ 
𝑑 =
𝑚
𝑣
→ 
192,11𝑔𝑓
24,9𝑐𝑚3
 = 
7,71gf/cm³ 
 
Aço comum SAE 1045 
 
 
153,81gf 
 
18,9cm³ 
𝑑 =
𝑚
𝑣
→
153,81𝑔𝑓
18,9𝑐𝑚³
 = 
8,14gf/cm³ 
 
Alumínio 
 
 
66,60gf 
 
 
212,4cm³ 
𝑑 =
𝑚
𝑣
→
66,60𝑔𝑓
212,4𝑐𝑚³
 = 
2,86gf/cm³ 
 
Cobre 
 
 
149,82gf 
 
16,02cm³ 
𝑑 =
𝑚
𝑣
→
149,82𝑔𝑓
16,02𝑐𝑚³
 = 
9,4 gf/cm³ 
 
Latão 
 
 
168,45gf 
 
18,5cm³ 
𝑑 =
𝑚
𝑣
→
168,45𝑔𝑓
18,05𝑐𝑚³
 = 
9,3 gf/cm³ 
 
Tabela 4: Raio e massa atômica dos elementos: 
MATERIAL RAIO 
ATÔMICO 
(nm) 
MASSA 
ATÔMICA 
(u) 
DENSIDADE 
(g/cm³) 
ESTRUTURA 
CRISTALINA 
Alumínio 0,143 26,98 2,71 CFC 
Latão 0,128 63,55 8,90 CFC 
Cobre 0,128 63,55 8,90 CFC 
Aço 
Inoxidável 
0,124 55,85 7,90 CCC 
Aço comum 
SAE 1045 
0,124 55,85 7,90 CCC 
 
Elementos químicos predominantes: 
 Aço – Ferro 
 Latão – Cobre 
 Bronze - Cobre 
 
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Tabela 5: Resultados obtidos experimentalmente e no cálculo teórico das 
densidades dos materiais em estudo: 
METAL ELEMENTO SISTEMA 
CÚBICO 
DENSIDADE 
(g/cm³) 
DENSIDADE 
(g/cm³) 
 EXPERIMENTAL CALCULADO 
Aço comum 
SAE 1045 
Fe CCC 7,90 8,14 
Aço 
Inoxidável 
Fe CCC 7,90 7,71 
Latão Cu CFC 8,90 9,3 
Cobre Cu CFC 8,90 9,4 
Alumínio Al CFC 2,71 2,86 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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4.CONCLUSÃO 
 
Podemos observar na tabela 2, os valores de densidade variam entre ‘S’ 
calculados através da pesagem e os tabelados, calculados pelos sistemas 
cristalinos, isso ocorre devido à presença de impurezas nas ligas e também pelas 
variações de proporções entre os seus componentes como as ligas de latão e 
bronze, em que a proporção de estanho e zinco Foi maior do que a de cobre, 
deixando a liga menos densa. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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5.REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
http://brasilescola.uol.com.br/quimica/densidade.htm 
 
http://www.dicionarioinformal.com.br/sistema%20cristalino/ 
http://www.cprm.gov.br/publique/Redes-Institucionais/Rede-de-Bibliotecas---
Rede-Ametista/Canal-Escola/Sistemas-Cristalinos-1279.html 
Laboratório 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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http://brasilescola.uol.com.br/quimica/densidade.htm
http://www.dicionarioinformal.com.br/sistema%20cristalino/