Química ex. Massa específica

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Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais – Campus Poços de Caldas
Engenharia Civil / Química Experimental
Experimento nº 1 – MASSA ESPECÍFICA
Introdução.
Neste primeiro experimento a ideia original é quantificar a massa específica (ρ) de um solido e de um liquido, aço e água respectivamente, onde este é determinado pela sua massa sobre o seu próprio volume, assim obtendo sua massa específica podemos encontrar sua densidade absoluta, a partir da razão massa específica/ massa referencial (adorando o referencial com a massa especifica da água).
Procedimento Experimental. 
Para realizar o experimento e necessário o uso dos materiais: balança analítica; proveta; balão volumétrico; pisseta; sólido (aço); água e termômetro.
Parte 1 – medidas da massa específica do aço.
Primeiro passo pesar e anotar a massa do solido, em seguida colocar água até uma quantidade exata (menisco) da proveta, se for necessário utilize a pisseta, anotar o volume. Segundo passo introduzir o solido na proveta e então anotar o novo volume.
Para obter o volume do solido e deve subtrair o volume final do volume inicial.
Parte 2 – medidas da massa específica da água.
Para determinar o a massa específica da água é quase o mesmo procedimento, para isso é preciso determinar a massa do balão volumétrico vazio.
Após anotado o volume do balão adiciona água até o menisco, meça a temperatura do liquido, repita isso com três temperaturas diferentes.
Objetivos.
1-Comparar os valores calculados da massa específica com os valores teóricos nas tabelas em cada caso, calcule o erro absoluto, relativo e percentual.
(1)-Massa específica do Aço na teoria: 7,8 g/cm³ ou 7800 kg/m³ 
Massa específica do Aço experimental de acordo com a massa pesada no laboratório ( 26,9358 g ) e o volume medido de acordo com a parte 1 do relatório ( 4ml ) : 6, 73395 g/cm³ , a media dos grupos é de 7,16032
Erro absoluto Massa teórica – Massa experimental 
 7,8 – 7,16032 = 0,63968 g/cm³ ou no S.I 639,68 kg/m³
Erro relativo é a razão do erro absoluto/massa específica.
 639,68 / 7800 = 0,0000820 kg/m³ ou 8,2 x 10^-5 kg/m³
Erro percentual é o erro relativo multiplicado por 100
 0,000082 x 100 = 0,0082 %
(2)-Massa especifica da água na teoria: 1,0 g/cm³ ou 1000 kg/m³ para temperatura à 25°C
 
Massa específica da água experimental de acordo com a massa pesada no laboratório (balão volumétrico com água 161,2814 gramas, balão volumétrico sem água 62,0993 , ou seja massa da água é 99,1821 gramas, volume preenchido na proveta equivalente a 100 ml ) 0,991821 g/cm³ ou 991,8 kg/m³ à 26 °C
 
Para temperatura igual a 53 °C e massa de 59,8266 gramas e volume equivalente a 62 ml, a massa específica é de 0,9649 g/cm³ ou de 964,9 kg/m³
Para temperatura igual a 35 °C e massa de 47,7702 gramas e volume equivalente a 49 ml, a massa específica é de 0,9749 g/cm³ ou de 974,9 g/m³.
Erro absoluto Massa teórica – Massa experimental (26 °C)
 1,0 – 0,9918 = 0,0082 g/cm³ ou 8,2 kg/m³
Erro relativo é a razão do erro absoluto/massa específica (26 °C)
 0,0082/1,0 = 0,0082 g/cm³ ou 8,2 kg/m³
Erro percentual é o erro relativo multiplicado por 100 (26 °C)
 0,0082 x 100 = 0,82 %
2- Indique as possíveis causas de erros neste experimento.
( 1 ) – Volume pode não ser exato. 
( 2 ) – Se o volume não é exato então a razão massa sobre volume será errada.
( 3 ) – Diferente pressão atmosférica.
( 4 ) – Formação de bolhas no interior do recipiente alterando a massa do solido/liquido.
( 5 ) – A não precisão na medição.
( 6 ) – Trabalho em ambiente aberto com interação do meio externo.
3- Quais os erros mais comuns que podem ser cometidos no uso do balão volumétrico e proveta?
 O que erros comuns cometidos no uso do balão volumétrico e proveta é a não exatidão na medição do volume, mesmo com o auxilio dos meniscos presentes (um recipiente com um líquido que molha suas paredes forma um menisco côncavo e fica sob o efeito da pressão de Laplace), pode também haver formação de bolhas nos seu interior e aderência de alguma substância em suas paredes.
4-A massa específica depende da temperatura? 
A massa específica depende da temperatura, pois de acordo com a experiência a uma relação entre as duas propriedades, elas agem de forma inversa , quando uma aumenta a outra diminui, exemplo da água , para temperatura ambiente de 25°C a densidade é de 1,0 g/cm³ , ao aumentar a temperatura para 35°C temos a densidade igual a 0,975 g/cm³, e se diminuir a temperatura para 4°C teria uma densidade equivalente a 1,04 g/cm³ 
5-Calcular o peso específico para cada substância analisada.
Sabendo que o peso específico corresponde à massa multiplicada por aceleração da gravidade adotando 9,8 m/s², conclui que:
Peso do Aço = 70,171 N/m³
Peso da água a 26°C = 9,673 N/m³
Peso da água a 35°C = 9,555 N/m³
Peso da água a 53°C = 9,410 N/m³
Conclusão 
A conclusão do experimento é que, ao adicionar um solido ou liquido em uma quantidade de água já estabelecida, notasse a variação do volume no recipiente, que em questão são o balão volumétrico e a proveta, assim através da força de empuxo realizada pela água descobrisse a intensidade é igual ao peso do solido/liquido desejada.
Pois:
Sendo Vf o volume do fluido deslocado, então a massa do fluido deslocado é:
Mf = df. Vf
Sabendo que o módulo do empuxo é igual ao módulo do peso:
E = P = m . g
Assim temos que o empuxo é:
E = df. Vf . g
Fontes 
http://www.infoescola.com/fisica/principio-de-arquimedes-empuxo/