Gravedad Específica y Densidad Absoluta

GUÍA DE LABORATORIO DE MECÁNICA DE FLUIDOS

PRÁCTICA No. 01- GRAVEDAD ESPECÍFICA Y DENSIDAD ABSOLUTA (PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS)

1. OBJETIVO: -

!"#$

Conoc Conocer er o determ determina inarr de forma forma experi experimen mental tal una propie propiedad dad física de una sustancia. C%&o$ Haciendo flotar un cuerpo en dos líquidos diferentes, siendo uno de ellos el agua. P'' "#$ Para Para cono conoce cerr el valo valorr de la dens densid idad ad abso absolu luta ta ( S )   de un líqu líquid ido o desc descon onoc ocido ido,, y para para así así dife difere renc ncia iarr entr entre e flui fluido dos s como como el agua agua y derivados del petróleo.

*. MET METODOL DOLOG OGÍA ÍA  Aplicando el principio de Arquímedes, Arquímedes, donde un elemento de cierta masa, es introducido en tubos de cristal que contienen un líquido diferente cada uno de ellos y se mide la profundidad que se sumerge dicho elemento.

+. E!UIPO E!UIPOS S Y MA MAT TERIALES ERIALES::

F,"' 1. B'/o  2o2,'3

ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO Facultad Mecánica- Ecuela In!enie"#a Mecánica La$%"at%"i%& Mecánica de Fluid%

•

 Agua

•

 Aceite lubricante os tubos de cristal !egla

• •

4. MARCO TEORICO: D3,' (3,' '53o6"7'). "s la propiedad física que combina o relaciona la constante m#sica$ m ( masa )  y la variable volum%trica$ ∀ ( volumendeunfluido) , siendo así la relación de la masa por  unidad de volumen& la ecuación matem#tica es$  ρ=

[ ]

m  kg ∀

m

3

'ientras que para los líquidos ideales (no reducen su volumen al me)clarse*, se puede aplicar la siguiente ecuación$ 1

 ρmezcla

=

 X 1  X 2  ρ1

+

 ρ2

+ …+

 X n  ρn

onde$  X n : fraccion demasa del í quidon  ρn : densidaddel l í quido puron

D3,' 6'7,8' o '8' 32/9,/'. "s la medida relativa de la densidad& sabiendo que la presión afecta insignificantemente a la densidad de los líquidos y que la temperatura es la +nica variable que se debe ser tomarse en cuenta para calcular el peso específico& es meor relacionar la densidad o peso específico de cualquier fluido con la densidad o peso específico de un fluido com+n, conociendo que para los líquidos es el agua a l a temperatura de 4 ° C  , mientras que para los gases el fluido com+n es el aire a una presion de 760 mmHg y a una temperatura de 15.6 °C  , entonces se ha establecido la siguiente ecuacion que relaciona a las variables ya dichas anteriormente$  ρ lí quido γ lí quido = Gravedadespec í fica = S =  ρagua γ agua

Ing. Jorge Lema M. M.Sc.

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 ρagua ( 4 ° C )= 10

 kg m

3

 ρ agua ( 15.6 ° C )= 999.04

 kg m

3

Para el aire con temperatura y presión est#ndar$  ρaire =1.225

 kg m

3

Para poder medir directamente la densidad relativa de un líquido se usa com+nmente un hidrómetro& teniendo así dos escalas hidrom%tricas$ -

-a escala AP que se usa para productos de petróleo. -a escala /aum%& que usa dos tipos$ uno para los líquidos m#s densos que el agua y otro para líquidos m#s ligeros.

"l hidrómetro (,"' 4*, es un instrumento que est# formado por diversas partes que al ser deado libre en un líquido, este cuerpo recibe una fuer)a ascendente que es contraria a su peso denominado como empue, con una magnitud que es igual al peso específico del líquido multiplicado por el volumen del cuerpo sumergido. ebido a que el peso del hidrómetro es el mismo& y que se sumerge en líquidos distintos, hay que tener en cuenta que su empue es diferente para cada caso, entonces$

Ing. Jorge Lema M. M.Sc.

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0bteniendo como gravedad específica 1, a la relación& γh sumergidoen agua 2 γh sumergidoen aceite S=

 h sumergidoenagua h sumergidoenaceite

Posteriormente, se aplica la expresión general de la gravedad específica para líquidos y encontrar la densidad absoluta del líquido desconocido, es decir$ S=

 ρl í quido desconocido  ρ agua

Para algunos líquidos como son los derivados de petróleo, existe una escala que ha adoptado el nstituto Americano del Petróleo (AP* para mostrar la gravedad específica, denominado 3AP o 3/e (grados /aum%*& utili)ando agua a 45.63C pueden ser transformados a gravedad específica, con la siguiente ecuación$ S ( 15.6 ° C )= S ( 15.6 ° C ) = S ( 15.6 ° C ) =

 

° !" + 131.5

140

° #$ + 130 145 145

141.5

−° #$

 paral í quidos m % s pesados que el agua

 paral í quidos m% s ligeros que el agua

Cabe resaltar que las ecuaciones anteriores solo de podr#n utili)ar para la temperatura se7alada& para líquidos a valores diferentes se puede utili)ar  tablas respectivas. -a densidad relativa de los fluidos como los gases, relaciona su peso molecular y el del aire, o tambi%n se muestra como la relación entre la constante individual del aire y la del gas.  &( aire )  ' ( gas) Sg = =  &( gas )  ' (aire )

kg / m3 .

R/o&'/,o3: •

 Al momento de hacer las lecturas de las alturas, tener en cuenta que el hidrómetro debe estar vertical y adem#s deben ponerse en una posición perpendicular a la medida, tratando así de disminuir o eliminar en algo el error  de medición, ya que en estos experimentos la variación del error est# en la variación de la medida en mm.

@. BIBLIOGRAFÍA: C!AB". Fluidos en válvulas, accesorios y tuberías. -"'A, orge. Mecánica de Fluidos.

ANEOS a) ¿Si la temperatura del agua fuera diferente de 16,5ºC, el valor de la denidad a!oluta del l"#uido de$ono$ido er"a el mimo%  1i va a variar la densidad absoluta del líquido desconocido& porque como sabemos, el agua es un fluido que corresponde a los neDtonianos, entonces la viscosidad de este va a variar con su temperatura& por lo cual vamos a obtener diferentes valores de densidad absoluta del líquido desconocido. !) &a gravedad epe$"fi$a de lo derivado de petr'leo e e(prean en *+, diga ¿mientra u valor ea m- !ao el l"#uido e m- peado%  1i porque sabemos que mientras m#s altos sean los EAP, el petróleo es m#s pesado& por lo cual el valor de gravedad específica ser# m#s bao.

Ing. Jorge Lema M. M.Sc.