Experimento n° 2 Propriedades físicas dos materiais

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS 
Campus Poços de Caldas 
2º Período do curso de Engenharia Civil - Manhã 
Laboratório de Química Geral 
 
 
 
 
 
 
 
Cássia Silva de Souza 
Elizandra Cristina Teixeira 
Talissa Romão de Souza 
 
 
 
 
 
 
EXPERIMENTO Nº2: 
PROPRIEDADES FÍSICAS DOS MATERIAIS: MASSA ESPECÍFICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Poços de Caldas 
2019 
Cássia Silva de Souza 
Elizandra Cristina Teixeira 
Talissa Romão de Souza 
 
 
 
 
 
 
PROPRIEDADES FÍSICAS DOS MATERIAIS: MASSA ESPECÍFICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
Relatório do Experimento nº 2 apresentado ao Curso 
de Engenharia Civil da Pontifícia Universidade 
Católica de Minas Gerais, campus Poços de Caldas, 
como requisito parcial para conclusão da disciplina de 
Laboratório de Química Geral. 
 
Profª. Ana Paula Brescancini Rabelo 
 
 
Área de atuação: Engenharia Química/Química 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Poços de Caldas 
2019 
Sumário 
1. Introdução .............................................................................................. 4 
2. Objetivo .................................................................................................. 5 
3. Revisão Teórica ...................................................................................... 6 
 Massa específica ............................................................................. 6 
 Peso específico ................................................................................ 6 
 Densidade ........................................................................................ 6 
 Densidade relativa ........................................................................... 6 
 Erro absoluto .................................................................................... 7 
 Erro relativo ...................................................................................... 7 
 Erro percentual................................................................................. 7 
4. Materiais ................................................................................................. 8 
 Equipamentos usados no experimento: ........................................... 8 
 Procedimento experimental .............................................................. 9 
4.2.1.1. Medidas da massa específica de sólidos: metais: ......................... 9 
4.2.1.2. Medidas da massa específica de líquidos: água: .......................... 9 
5. Resultados e Discussão ....................................................................... 10 
6. Conclusão ............................................................................................ 14 
4 
 
1. Introdução 
 
As propriedades físicas são propriedades específicas de determinada matéria. 
São aquelas que podem ser observadas quando há ação mecânica ou do calor 
(energia térmica). 
 
A densidade ou massa especifica é uma propriedade específica, ou seja, cada 
substância pura tem uma massa especifica própria, que a identifica e a diferencia 
das outras substâncias. De acordo com USEBERCO (2002), a densidade é a 
relação entre a massa de um material e o volume por ele ocupado. Para sólidos e 
líquidos, a densidade geralmente é expressa em gramas/centímetros cúbicos 
(g/cm3); para gases, costuma ser expressa em gramas/litro (g/L). 
5 
 
 
2. Objetivo 
 
Prever a quantidade de uma substância em um produto comercial a partir de 
compostos produzidos por uma reação com este. Analisar quantitativamente algumas 
reações.
6 
 
3. Revisão Teórica 
 
 Massa específica 
Massa específica (μ) ou densidade absoluta é uma propriedade física que 
resulta da divisão da massa (m) comprimida de uma substância pelo volume (V) que 
ela ocupa. É calculado através da fórmula: 
μ = m/V 
S.I kg/m3 
 
 Peso específico 
Peso específico é o peso do material por uma unidade de volume. É dado pela 
fórmula: 
 ɣ = μ*g 
 S.I N/m³ 
 
 Densidade 
Densidade é uma relação entre a massa e o volume de um material e para o 
cálculo da densidade utiliza-se a mesma fórmula da massa específica. A diferença 
entre elas são que a massa específica considera apenas o volume preenchido 
de um objeto, enquanto a densidade considera todo o volume, incluindo espaços 
vazios. 
 
 Densidade relativa 
Densidade relativa é a razão entre a densidade de uma substância sobre a 
densidade de um material referencial cujo resultado é adimensional. É calculado 
através da fórmula: 
μ 1,2 = μ1/ μ2 
 
 
 
 
7 
 
 Erro absoluto 
 Erro absoluto é a diferença (Δa) entre o valor medido (xi) e o valor real (x). É 
calculado através da fórmula: 
Δa = xi - x 
 
Sendo: 
Δa : equivale ao erro absoluto 
 
 Erro relativo 
Erro relativo é a razão entre o erro absoluto em relação ao valor real. É 
calculado através da fórmula: 
Δr = (Δa) / x 
 
Sendo: 
Δx : equivale ao erro relativo 
Δa (xi – xf) : equivale ao erro absoluto 
x : equivale ao valor real 
 
 Erro percentual 
 
Erro percentual é um método que permite determinar a proximidade de valores 
aproximado e exatos em forma de porcentagem. É dado pela fórmula: 
Erro percentual = erro relativo * 100% 
 
8 
 
4. Materiais 
 Equipamentos usados no experimento: 
Para esse experimento foram utilizados: 
 Balança analítica 
 Proveta 
 Balão Volumétrico 
 Placas de um metal 
 Água 
 Banho de Aquecimento 
 Termômetro 
 
 
 
Figura 1 Balança analítica 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2 Balão volumétrico Figura 3 Placas de metal Figura 4 Termômetro 
 Fonte: Arquivo pessoal Fonte: Arquivo pessoal Fonte: Google 
Fonte: Google 
9 
 
 
 Procedimento experimental 
4.2.1.1. Medidas da massa específica de sólidos: metais: 
 Pese o sólido e anote a massa; 
 Coloque água na proveta até aproximadamente a metade de sua capacidade. 
Ajuste o menisco e anote o volume. Pode usar a pipeta para ajustar o nível do 
líquido; 
 Introduza os sólidos na proveta; 
 Anote o novo volume. Bater levemente na lateral da proveta, se houver a 
formação de bolhas; 
 Calcule a diferença entre o volume final e o volume inicial, que será o volume 
da amostra; 
 Com os resultados obtidos, calcule a massa específica da amostra. 
 
4.2.1.2. Medidas da massa específica de líquidos: água: 
 Determine a massa do balão volumétrico vazio; 
 Adicione a água até a marca da calibração e ajuste o nível do líquido. Com um 
pano ou papel poroso, enxugue o líquido presente na parte externa do balão, se 
houver; 
 Pese o balão volumétrico contendo a água e anote a sua massa; 
 Meça a temperatura da água; 
 Calcule a massa específica; 
 Repetir o procedimento substituindo o balão volumétrico pela proveta e usando 
água a uma temperatura mais elevada. 
 
 
 
 
 
 
 
10 
 
 
5. Resultados e Discussão 
 
Inicialmente é necessário medir-se as massas do metal, da proveta vazia e medir 
um volume inicial de água na proveta. Por conseguinte, toma-se nota da medida 
resultada após a inserção do metal junto a água na proveta. 
Abaixo estão as medidas obtidas da massa especifica de sólidos: metais 
 Massa Metal: 11g 
 Volume inicial: 50 ml 
 Volume final: 54ml 
 
Ao obter tais informações já é possível calcular a massa específica da água. Para 
isso, inicialmente, faz-se a diferença entre volume final e volume inicial para saber a 
volume do metal. A equação é dada por: 
Δv = vf - v 
 
Volume amostra: Vfinal- Vinicial= 54ml – 50ml= 4ml 
 
Após determinar o volume do metal, calcula-se a massa específica que é dada 
pela seguinte fórmula: 
μ = m/V 
 
Massa específica: m/v = 11g/4ml= 2,75g/ml 
S.I μ = 2,75g/ml * 1000 = 2.750 Kg/m³ 
 
 
 
 
 
 
 
 
11 
 
Para calcular as medidas da massa específica de líquidos, segue-se as mesmas 
etapas
da prática anterior e fórmulas, mudando só o meio. 
Abaixo estão as medidas obtidas da massa especifica de líquidos: água 
 Massa balão volumétrico vazio: 62,07g. 
 Massa balão volumétrico cheio: 161,38g 
 Volume: 50ml 
 
Usa-se as fórmulas da variação da massa e da massa específica e obtém-se: 
Δm = mf - m 
 
Massa amostra: Mfinal- Minicial= 161,38g- 62,07g= 99,31g 
 
μ = m/V 
 
Massa específica: m/v= 99,31g/50ml= 1,9862g/ml 
S.I μ = 1,9862 g/ml * 1000 = 1.986,2 Kg/m³ 
 
 A seguir, têm-se as medidas em massa, volume e temperaturas. Sendo o 
cálculo da massa específica o mesmo já aplicado anteriormente. A partir de agora, 
pode-se calcular a densidade absoluta, densidade relativa e erro percentual. 
 As medidas encontradas foram: 
 Massa proveta vazia: 111,42g 
 Massa proveta cheia: 161,26g 
 Volume: 50ml 
 
Massa amostra: 161,26g- 111,42g= 49,84g 
Massa específica: m/v= 49,84g/50ml= 0,9968g/ml 
 
 
 
 
12 
 
 Calcula-se o erro relativo dado pela fórmula (Δr = (Δa) / x) com auxílio da tabela 
de densidade da água em função da temperatura. 
 
Figura 5 Densidade água em função da temperatura 
 
Fonte: Google 
Assim, calculou-se o erro relativo para temperatura ambiente em 26°C, 
encontrando: 
Δr = (Δa) / x 
 
Δr = 0,9968g/0,9988 =0,99799 
Sendo o erro percentual o resultado obtido multiplicado por 100%, ou seja, o 
percentual é igual a 0,00099799. 
 
 
Agora para temperatura de 49°C, tem-se: 
 Massa proveta vazia: 111,42g 
 Massa proveta cheia: 161,06g 
 
Massa amostra: 161,06g- 111,42g= 49,64g 
Volume: 25ml água quente + 25ml água ambiente= 50ml 
Massa específica: m/v= 49,64g/50ml= 0,9928g/ml 
 
13 
 
Δr = (Δa) / x 
 
Δr = 0,9928/ 9885 = 1,0045 
Erro percentual = 1.004,5 % 
 
E para temperatura em 68°C: 
 Massa proveta vazia: 111,42g 
 Massa proveta cheia: 160,43g 
 Volume: 50ml 
 
Massa amostra: 160,43g- 111,42g= 49,01g 
Massa específica: 49,01g/50ml= 0,9802g/ml 
 
Δr = (Δa) / x 
 
Δr = 0,9802/ 0,9789 = 1,0013 
Erro percentual = 1.001,3 % 
 
Os resultados obtidos foram feitos de modo a obter a maior precisão possível 
para o experimento. Sendo assim alguns cuidados foram tomados, como não usar 
água aquecida no balão volumétrico para não afetar sua precisão, os devidos 
cuidados com o menisco foram tomados. 
Todas as etapas foram realizadas tomando cuidado com a precisão e 
segurança no laboratório, a massa do líquido foi considerada após a subtração da 
massa da proveta vazia com a massa da proveta com os 50 ml de água. 
Ao avaliar a massa de água com uma quantidade de volume constante sobre 
diferentes temperaturas, conseguimos observar uma variação na sua massa, onde 
essa diferença de massa aumentava proporcionalmente à temperatura. 
 
 
 
 
14 
 
6. Conclusão 
 
No experimento medimos a massa, massa específica, volume, temperatura e o 
peso da água e do aço em diferentes condições. 
Para não danificar o balão volumétrico afetando sua precisão, colocamos a água 
em temperatura ambiente, morna e quente na proveta para analisar a variação de 
massa e da massa específica devido sua temperatura. 
A massa do sólido foi obtida após sua imersão em uma proveta com uma 
quantidade de água Inicial de 50ml ao inserir o aço o volume foi para 54 ml, dando 
assim a massa do metal, a massa específica obtida do metal foi de 2,75g/ ml. 
A água em temperatura ambiente foi medida a 26º C com 50 ml, 49,64 g sua massa 
específica 0,9968g/ ml. 
A água em temperatura média foi medida com 49º C, a sua massa foi 49,64g e a 
massa específica foi de 0,9928g. 
A água em temperatura quente teve sua temperatura a coisa de 68ºC, sua massa 
nesta temperatura foi de 49,01g e a massa específica obtida foi de 0,9802g/ml. 
Nesse experimento, concluímos que a massa e a massa específica estão 
diretamente relacionadas a variação da temperatura.
15 
 
Referências Bibliográficas 
 
 Disponível 
em: https://www.macbeth.if.usp.br/~gusev/DensidadeLiquidos.pdf. 
Acessado em: 19 de Março de 2019. Acessado em: 19 de Março de 
2019. 
 
 Disponível em: https://pt.wikihow.com/Calcular-Erro-
Absoluto Acessado em: 19 de Março de 2019. Acessado em: 19 de 
Março de 2019. 
 
 SILVA, Domiciano Correa Marques. “Massa específica e densidade 
relativa”. 
Disponível em: https://www.alunosonline.uol.com.br/fisica/massa-
especifica-densidade-relativa.html. Acessado em: 19 de Março de 
2019.