Relatório Técnico Densidade de Líquidos

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DENSIDADE DE LÍQUIDOS
Universidade Estácio de Sá - Campus Vitória/ES
Turma CCE 1155 - Terça-feira – Noite – 1º Horário – Física Experimental II
Resumo: Este trabalho descreve o experimento realizado no Laboratório de Física II, que consiste em determinar a densidade de líquidos de forma direta e indireta e através da Lei de Stevin.
Palavras-chave: Mecânica dos Fluidos, Hidrostática, Princípio de Arquimedes.
1. INTRODUÇÃO E FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Densidade
Todo material tem uma propriedade chamada densidade, vamos utilizar a letra grega ρ (rô) para densidade. A densidade ρ de um material homogêneo é a relação entre a sua massa m e o volume V que ocupa. A densidade se confunde com outro conceito a de massa específica. Vale a pena esclarecer esta diferença.
A massa específica é relacionada à substância que constitui certo objeto de que estamos falando, que é definida pela razão entre a massa de substância e o volume desta amostra.
 (1)
A massa específica (m) é relacionada à substância que constitui certo objeto de que estamos falando, que é definida pela razão entre a massa da substância e o volume desta amostra. Assim, para obter a massa específica de certa substância, é necessário subtrair o volume da parte oca do volume ocupado pelo objeto. 
 (2)
No sistema internacional a unidade de densidade é o quilograma por metro cúbico (kg/m³), embora as unidades mais utilizadas sejam o grama por centímetro cúbico (g/cm3) ou o grama por mililitro (g/mL). Para os gases, costuma ser expressa em gramas por Litro (g/L). Na literatura existe dois métodos de se calcular a densidade, a densidade absoluta que é definida como sendo a relação entre massa e o volume da substancia, e a densidade relativa que é a razão entre a densidade absoluta dessa substancia e a densidade absoluta de uma substancia padrão. 
Teorema de Stevin
 
Teorema de Stevin diz que a diferença de pressão entre dois pontos de uma mesma massa fluida homogênea (densidade constante), em equilíbrio sob a ação da gravidade, é igual ao produto da densidade do fluido pela aceleração da gravidade e pela diferença de profundidade entre os pontos:
 (3)
Uma das aplicações do Teorema de Stevin são os vasos comunicantes. Num líquido que está em recipientes interligados, cada um deles com formas e capacidades diversas, observaremos que a altura do líquido será igual em todos eles depois de estabelecido o equilíbrio. Isso ocorre porque a pressão exercida pelo líquido depende apenas da altura da coluna. As demais grandezas são constantes para uma situação desse tipo (pressão atmosférica, densidade e aceleração da gravidade). 
Princípio dos vasos comunicantes
Figura 1 – Vasos comunicantes.
Os pontos A, B, C e D estão na mesma horizontal, a forma do recipiente não altera a pressão, por isso:
PA = PB = PC = PD
Se um líquido está em equilíbrio, sua superfície livre é horizontal.
2. DESCRIÇÃO DO EXPERIMENTO
 Forma Direta:
Com a balança, verificou-se a massa das duas provetas vazias;
Foi acrescentado água na proveta 1 e óleo na proveta 2 e verificada a massa das provetas após o acréscimo dos líquidos;
E por fim, verificou-se o volume ocupado pelos líquidos nas provetas e realizado os cálculos para determinação da densidade dos dois líquidos.
Forma Indireta - Vasos Comunicantes:
No vaso comunicante foi acrescentada a água e realizado seu nivelamento para garantir a altura do líquido em todos os recipientes;
Utilizando uma seringa, foi inserido um pouco de óleo em um dos ramos e verificados os valores das alturas h1 e h2;
Em seguida, acrescentou-se uma quantidade maior de óleo no respectivamente no ramo e verificados os novos valores de h1 e h2;
Por fim, igualou-se a pressão do óleo com a pressão da água através da equação de Stevin para calcular o valor da densidade nos dois casos.
Materiais utilizados:
Sistema de vasos comunicantes
Seringa de injeção ou funil;
Óleo;
Água;
Corante;
Balança digital;
Provetas.
3. RESULTADOS OBTIDOS
A seguir são apresentados os valores encontrados através dos dados coletados e cálculos realizados nos procedimentos experimentais:
Forma Direta:
	LÍQUIDO
	MASSA (G)
(PROVETA)
	MASSA (G)
(CONJUNTO)
	MASSA (G)
(LÍQUIDO)
	VOLUME
(CM3)
	DENSIDADE
(G/CM3)
	ÁGUA
	102,12
	138,44
	36,32
	35,0
	1,03
	ÓLEO
	5,26
	9,67
	4,41
	5,0
	0,882
Tabela 1 – Compilação dos dados experimentais realizados na Forma direta.
Forma indireta – Vasos Comunicantes:
Para determinar a densidade do óleo, utilizaremos o conhecimento de que a massa específica da água é 1g/cm³ e a equação:
	Nº MEDIDAS
	H0 (CM)
	H1 (CM)
	H2 (CM)
	(H1 - H0) CM
	(H2 – H0) CM
	1
	- 1,3
	1,2
	1,4
	2,5
	2,7
	2
	- 1,8
	1,6
	1,5
	3,4
	3,3
Tabela 2 – Dados experimentais na Forma indireta.
Realizando a média aritmética e o erro relativo: 
5. CONCLUSÃO
No experimento realizado foi determinada a massa específica do óleo tanto utilizando uma balança e uma proveta - Forma direta, quanto utilizando o Sistema dos Vasos comunicantes.
Diante dos cálculos apresentados, foi possível constatar que a pressão nos três pontos dos vasos comunicantes é igual, entretanto, o que difere a altura no sistema é a densidade dos líquidos (água e óleo), como mostra os dados obtidos no experimento da tabela 01. Comparando os experimentos realizados, percebemos que os valores teóricos de densidade da água e óleo ficaram muito próximos dos valores encontrados.
6. REFERÊNCIAS
https://educacao.uol.com.br/disciplinas/fisica/lei-de-stevin-teoria-e-aplicacoes.htm 
Física teórica experimental II / Luciane Martins Barros. Rio de Janeiro: SESES, 2016.184 p: il.
1. 1. Hidrostática. 2. Oscilações. 3. Ondas. 4. Termodinâmica. 4. Óptica. I SESES. II. Estácio.