massa específica/ líquidos e sólidos

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Ébonny Paolla Souza Felizarti
LABORATÓRIO DE FÍSICA II
1º Experimento
MASSA ESPECÍFICA – LÍQUIDOS / SÓLIDOS
Relatório apresentado como parte da avaliação da disciplina de Laboratório de Física II, do curso de Engenharia Elétrica, UNEMAT, campus de Sinop, ministrado pela docente Kelli Cristina Aparecida Munhoz Moreira.
Sinop, MT
Agosto, 2015
1. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Arquimedes nasceu em Siracusa, na Sicília em 287 a.C., a data de nascimento é baseada numa afirmação do historiador grego bizantino João Tzetzes, de que Arquimedes viveu 75 anos. Arquimedes foi um grande matemático e físico. As atividades de seu pai, os astrônomos Fídias, influíram sem dúvida, na vocação e formação científica de Arquimedes que, desde jovem, foi educado em Alexandria, no Egito onde inventou um sistema de bombeamento chamado Parafuso de Arquimedes, em uso ainda hoje. 
Possuidor de enorme conhecimento, destacou-se pelas suas inúmeras invenções, como a descoberta do número π (pi) que surge da relação entre o comprimento de uma circunferência e o seu diâmetro. Entre suas contribuições à Física, estão as fundações da hidrostática e da estática, tendo descoberto a lei do empuxo e a lei da alavanca, além de muitas outras. Ele inventou ainda vários tipos de máquinas para usos militar e civil.
Na Hidrostática, o "Princípio de Arquimedes" pode e deve ser considerada uma importante descoberta que determinou grande adiantamento no estudo das ciências físicas e produziu felizes resultados. Possui aplicações nas ciências naturais, na Farmácia e mesmo nas frequentes atividades do cotidiano. Podemos enunciar esse Princípio em duas partes: 
Todo corpo submerso em um líquido, desloca desse líquido uma quantidade determinada, cujo volume é exatamente igual ao volume  do corpo submerso.
O corpo submerso no líquido "perde" de seu peso uma quantidade igual ao peso do volume de líquido igual ao volume submerso do corpo. 
Arquimedes inventou a balança que tem seu nome e foi o primeiro a determinar as leis do equilíbrio na balança. 
Com base nesse conhecimento, Arquimedes desvendou um mistério sobre a coroa do rei de Siracusa. Na história que Herão, rei de Siracusa, contratou um artesão para fabricar sua coroa com ouro maciço. Herão recebeu a coroa, mas desconfiou se o artesão teria usado todo o ouro que recebera. Herão contratou Arquimedes e incumbiu-lhe de descobrir a verdade sobre o fato. Arquimedes dedicou-se exclusivamente ao pedido do rei, mas não conseguia estabelecer uma forma de verificar a ocorrência ou não se havia mesmo ocorrido a fraude.
Certo dia, quando se preparava para o banho, encheu a banheira de água e, ao adentrá-la verificou que certa quantidade de água transbordava. Em virtude dessa observação, ele concluiu que teria como verificar a dúvida do rei. Arquimedes encheu um balde de água e realizou os seguintes procedimentos:
Mergulhou a coroa no balde e verificou a quantidade de água que transbordava. Com a mesma quantidade de água no balde, mergulhou uma barra de ouro com a mesma massa da coroa e posteriormente, também mergulhou uma barra de prata com a mesma massa. Ao final do procedimento, verificou que a coroa ao ser mergulhada, transbordou mais água que o ouro e menos água que a prata. Dessa forma, Arquimedes concluiu que a coroa fora fabricada com a mistura entre ouro e prata.
Esse transbordamento maior de água na imersão da prata, identifica que a densidade da prata é menor que a do ouro. Portanto, se a densidade do ouro é maior, ele possui menor volume em relação à prata, ocupando menos espaço no balde com água. No caso da coroa, verificou-se que a densidade ficou entre a do ouro e a da prata, confirmando a mistura em sua composição.
A massa específica ρ de uma mistura homogênea é a razão entre sua massa m e o volume V ocupado por esta massa. Desta forma, pode-se dizer que a massa específica mede o grau de concentração de uma massa em determinado volume. 
 No Sistema Internacional de Unidades, SI, [10] a unidade de massa específica é o kg/m³, porém é bastante comum esta propriedade ser expressa em g/cm³. A relação entre estas unidades é: 
g/cm³= 10³ kg/m³
Densidade é a razão entre a massa específica de uma determinada
substância e a massa específica de uma substância de referência, sendo, por este motivo, uma grandeza adimensional. Em geral, a densidade dos gases é determinada tomando como referência a massa especifica do ar na temperatura de 21,1ºC e a 101 325 Pa de pressão. A densidade de substâncias nos estados líquido e sólido é determinada, em geral, tomando como referência a massa específica da água a 4ºC e 101 325 Pa.
A propriedade massa específica é encontrada em algumas literaturas pelos termos densidade específica ou densidade absoluta. Estes termos foram originados a partir da tradução equivocada do termo “density”, que é o correspondente na língua inglesa para o termo massa específica.
2. OBJETIVO
Calcular a massa específica da água;
Calcular a massa específica do álcool;
Calcular a massa específica do corpo de prova através do volume deslocado e volume do corpo.
3. MATERIAL
Massa Especifica dos Líquidos. 
Um Becker de 150ml
100ml de Água
100ml de Álcool
Balança Analítica 
Massa Especifica dos Sólidos.
Proveta
150 ml de Água
Corpo de prova 
Dinamômetro de 2N
Paquímetro 
Balança Analítica
4. METODOLOGIA
Procedimentos usados na Experiência de Massa Específica- Líquidos:
Medir a massa do Becker na balança analítica, sendo este mb; 
Adicionar no Becker, 100ml de água;
Medir a massa do Becker com água, sendo esta mb+a;
Calcular a massa da água utilizando-se da fórmula 
Calcular a massa especifica da água utilizando a fórmula .
“Repetir esses procedimentos substituindo a Água pelo Álcool.”
Procedimentos usados na Experiência de Massa Específica- Sólidos:
Medir a massa do corpo de prova;
Adicionar na proveta 150 ml de água e anotar o nível de água, sendo este seu V1 (volume inicial);
Colocar o corpo de prova no interior do liquido e anotar o Vf (volume final);
Determinar o volume do corpo de prova através ;
Medir o diâmetro e a altura do corpo de prova com o paquímetro;
Através da fórmula , calcular o volume do corpo de prova; 
Calcular a massa específica do corpo de prova, utilizando os valores encontrados no volume do líquido deslocado e pelo resultado encontrado na fórmula. 
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO
No decorrer da Experiência Massa Específica dos Líquidos realizou-se os procedimentos começando por pesar o Becker na balança analítica que foi de 0,020816 Kg. Quando adicionado 100 ml de água seu peso total foi de 0,120429Kg. Utilizando-se da fórmula pode–se concluir que o valor da massa da água encontrado é de 0,099613kg. Depois de encontrar o valor da massa da água utilizamos a fórmula , achamos o valor da massa específica da água de 996.13kg/m3.
Utilizando-se dos mesmos procedimentos anteriores, foi refeito trocando água pelo álcool, o peso total do Becker com 100 ml de álcool é de 0,109735kg. . Utilizando-se da fórmula pode–se concluir que o valor da massa do álcool encontrado é de 0.088919kg. Depois de encontrar o valor da massa do álcool utilizamos a fórmula , achamos o valor da massa específica do álcool de 889.19kg/m3.
	Fluido
	Volume (m3)
	Massa (Kg)
	)
	Água
	
	0.099613
	996.13
	Álcool
	
	0.088919
	889.19
Os valores obtidos nos experimentos são aceitáveis pela tolerância de 5% de erro. Visto que o valor da densidade da água recomendada é de 1000 kg/m3, o valor encontrado foi de 996.13 kg/m3. Diferença foi de 3,87 kg/m3 (0,39%).
Na experiência com álcool, o valor da massa específica do álcool varia de 910 kg m-3 a 913 kg m3 utilizando 910 kg m3 ,com a diferença de 20,81 kg m3(2,34%). Conclui-se que os valores encontrados estão dentro dos permitidos pela tolerância de cinco por cento e próximos dos valores tabelados.
 Na experiência Massa Específica dos Sólidos, usamos um corpo de prova de massa 0,09797 kg e utilizando o paquímetro achamos o diâmetro de 0,0191 m e altura de 0,040 m,calculando encontramos o volume do corpo de prova de 0,00001146 m3. Adicionamos 150 ml de água e um volume inicial- Vi = . Quando mergulhamos o corpo de prova obtemos o volume final Vf = 162 ml. O volume do corpo de prova é de .
	Objeto
	Massa (kg)
	V desl (m3)
	V Cal (m3)
	)
	
	Corpo/ Prova
	0,09797
	
	0,00001146
	8164,4833
	8549,369983
Comparando os resultados com os valores tabelados e com a tolerância de 5%, encontramos a massa específica foi de 384,89 kg m-3 equivalente a 4,50%. Logo é aceitável os valores obtidos.
	
	
	
6. CONCLUSÃO
Analisando todos os resultados podemos concluir que as massas específicas encontradas tem uma disparidade com os valores já tabelados, porém todos estão dentro da tolerância permitida, visando à falta de precisão dos aparelhos utilizados.
7. REFERÊNCIAS
http://www.mundoeducacao.com/matematica/a-descoberta-arquimedes.htm Acesso em 30/08/2015
http://www.somatematica.com.br/biograf/arquimedes.php Acesso em 30/08/2015
http://www.algosobre.com.br/fisica/massa-especifica-e-densidade.html Acesso em 30/08/2015
http://www.brasilescola.com/fisica/massa-especifica.htm Acesso em 30/08/2015
http://www.passeiweb.com/estudos/sala_de_aula/fisica/mecanica_hidrostatica Acesso em 30/08/2015