Densidade

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Faculdade Farias Brito
Faculdade Farias Brito
Engenharia Civil
Densidade
Fenômenos Oscilatórios e Termodinâmica.
Fortaleza, 2017.
Sumário
Objetivo:	3
Material:	3
Introdução Teórica	3
Pré-laboratório.	3
Procedimento:	4
Questionário (Respostas)	5
Conclusão:	7
Referência e Bibliografia	7
Objetivo:
· Determinar a densidade dos sólidos e dos líquidos.
· Verificar experimentalmente o princípio de Arquimedes.
· Determinar o empuxo.
· Verificar as condições para que os sólidos flutuem em um liquido.
Material: 
· Dinamômetro.
· Corpos sólidos. (Alumínio, Latão, Plástico.)
· Proveta 100 ml.
· Água
· Álcool
· Balança.
Introdução Teórica
Por que alguns corpos afundam e outros flutuam?
Este acontecimento se dá pelas diferenças de densidades. 
Densidade é uma relação entre massa e volume de um material, é expressa em g/cm³. A densidade depende de dois grandes fatores, o primeiro é a substância ou material considerado, pois os materiais apresentam diferentes massas específicas. Em segundo lugar, a densidade de um mesmo material é influenciada pela temperatura, pois a mudança de temperatura provoca dilatação ou contração do material, e isso interfere no valor da densidade final.
Um corpo submerso em água torna-se mais levo devido a uma força, vertical e para cima, exercida pelo líquido sobre o corpo (Princípio de Arquimedes). Essa força é chamada de Empuxo, que é influenciada diretamente pela densidade, pois quanto maior a densidade do material submerso em um líquido, maior será o Empuxo sofrido.
Pré-laboratório.
Uma aliança de ouro tem volume de 0,58 cm³. Sabendo que a aliança tem uma massa de 9,4 g, podemos dizer que a aliança é de ouro puro? A massa especifica do ouro é 19,3 g/cm³.
De acordo com a densidade encontrada, podemos dizer que o material da aliança não é ouro puro, pois a densidade do ouro é maior que a encontrada. Isso se dá acréscimo de outro material na composição da aliança.
Procedimento:
DETERMINAÇÃO DA MASSA ESPECIFICA DOS LIQUIDOS.
1- Utilizando a balança meça a tara da proveta.
2- Meça numa proveta graduada 100ml de água, coloque na balança, determine sua massa especifica e anote na tabela 1.
Massa da Água = 0,977 g
3- Repita o procedimento 2 usando o álcool. Anote na tabela 1. 
Massa da Água = 0,785 g
DETERMINAÇÃO DA MASSA ESPECÍFICA DOS SÓLIDOS.
4- Determine o volume de cada amostra mergulhando-a em uma proveta graduada contendo água. Anote na tabela 1.
5- Pese, calcule massa em gramas e determine a massa especifica de cada uma das amostras. Anote na tabela 1.
	Tabela 1
	Amostra
	Peso (N)
	Massa (g)
	Volume (cm³)
	Massa específica (g/cm³)
	Água
	957,46
	97,7
	100
	0,977
	Álcool
	769,3
	78,5
	100
	0,785
	Alumínio
	0,125
	14,3
	6
	2,383
	Latão
	0,45
	45,8
	6
	7,633
DETERMINAÇÃO DO EMPUXO.
6- Coloque 60 ml de água na proveta e determine o peso aparente das amostras de alumínio, latão e plástico, pesando-as totalmente mergulhadas na água. Anote na tabela 2.
7- Repita o procedimento 8 utilizando o álcool no lugar da água. Anote na tabela 2.
	Tabela 2
	Amostra
	Peso Aparente na Água (N)
	Peso Aparente no Álcool (N)
	Alumínio
	0,05
	0,10
	Latão
	0,35
	0,40
8- Determine o empuxo de cada líquido, água e álcool, nas amostras da tabela 3. Anote os resultados na tabela 4 e 5. (USE OS DADOS DAS TABELAS 1)
A densidades são dos líquidos, os volumes são das amostras.
9- Determine o empuxo pela a diferença entre o peso real e o peso aparente quando a amostra está imersa num liquido e anote na tabela 4 e 5.
	Tabela 3 (Empuxo na Água)
	
	Latão
	Alumínio
	Volume (m³)
	0,000006
	0,000006
	Empuxo Teórico (N)
	0,0588
	0,0588
	Empuxo Laboratorial (N)
	0,10
	0,075
	Tabela 4 (Empuxo no Álcool)
	
	Latão
	Alumínio
	Volume (m³)
	0,000006
	0,000006
	Empuxo Teórico (N)
	0,0464
	0,0464
	Empuxo Laboratorial (N)
	0,05
	0,025
Questionário (Respostas)
· Baseado nos dados experimentais obtidos, qual a massa em gramas de:
a) 2 litros de água.
b) 2 litros de álcool.
· Sabemos que o gelo flutua na água e que garrafas com água colocadas no congelador explodem. Existe alguma relação entre esses dois casos? Qual?
Sim, pois estes fatos estão relacionados com a densidade da água. A água apresenta um comportamento de expansão quando está abaixo de 0°C, portanto a água líquida é mais densa que o cubo de gelo, assim o gelo flutua na água pois apresenta uma menor densidade. Portanto, quando levamos uma garrafa com água para o congelador, ela explodirá devido ao aumento do volume da água, relacionada a mudança do estado físico.
· Pesquise e responda. Uma barra de chumbo de 2 kg e uma outra de 500 g de ouro flutuam ou não no mercúrio. Justifique.
 		
O Chumbo irá flutuar, pois apresenta uma densidade menor que a do Mercúrio. Porém, o Ouro afundará já que sua densidade é maior que a do Mercúrio.
· Baseados na tabela 4 e 5. Onde o empuxo e maior na água ou no álcool? Justifique.
Na água, pois a densidade da água é maior que a do álcool. Sendo assim, relacionando os mesmos materiais em diferentes fluídos, o líquido que tiver maior densidade será o de maior empuxo.
· Como a massa específica do material influencia no empuxo?
Quando a densidade de um material submerso é maior que a do líquido, o corpo afunda. Quando a densidade deste líquido for maior, o corpo irá flutuar. Sendo assim, podemos admitir que são grandezas proporcionais.
· Um cubo de gelo estar flutuando na água contida num copo. 
a) quando o cubo fundir o nível da agua subirá? Explique. 
Não, pois o gelo ocupa um volume maior que a massa da água líquida. Portanto, quando o gelo fundir, haverá uma diminuição da massa específica, que ocupará um volume menor que o do anterior. Sendo assim, o nível da água baixará. 
b) se o gelo conter um pedaço de chumbo no seu interior, o nível da agua baixará ou subirá quando o gelo fundir? Explique.
Baixará. Ocorre na mesma situação anterior, o volume do chumbo permanece o mesmo, pois seu peso não altera, e o volume do gelo diminui.
· Uma pessoa tem 60 kg de massa. Supondo que seu volume é 0,068 m³,
a) qual o empuxo sobre o estudante devido ao ar?
b) qual o peso aparente que o mesmo obtém ao se pesar? 
c) este peso flutuaria na água? Justifique. (USE A DENSIDADE DO AR=1,3 kg/m³)
De acordo com a massa específica encontrada, pode-se concluir que o peso flutuaria na água, pois sua densidade é menor que a densidade da água.
Conclusão:
O objetivo de nossa prática foi encontrar as densidades dos materiais e substâncias trabalhadas, comparar com os seus devidos valores teóricos e fazer relações com o Peso Aparente, Real e o Empuxo.
Junto a tabela 1 foi possível encontrar as densidades dos materiais (água, álcool, latão e alumínio) trabalhados em laboratório. Os valores encontrados para peso, massa, volume e, por fim, massa específica são arredondados, pois a balança de precisão é de apenas uma casa decimal. Portanto, ao compararmos os valores de densidade real com a encontrada em laboratório terão uma certa diferença. Na tabela 2, encontramos o peso aparente dos materiais nas diferentes substâncias utilizadas. Neste procedimento, utilizamos o dinamômetro para fazer as leituras, cujo erro é de ±0,05N. Já na tabela 3 e 4, foi verificado a influência da densidade junto ao Empuxo, que por sua vez, foi calculado os valores teóricos e laboratorial. 
Com este procedimento em laboratório, percebemos que a densidade dos materiais é muito importante para diversos tipos de procedimentos, inclusive na relação de materiais sólidos e líquidos. As variações de resultados entre teórico e laboratorial foram inferior a 15%, portanto, concluímos que o ensaio foi realizado de maneira correta.
Referência e Bibliografia
Sites:
· http://9ano-ciencias.blogspot.com.br/2013/02/massa-volume-e-densidade.html
· http://www.fisica.net/hidrostatica/principio_de_arquimedes_empuxo.php
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