Fisica - Balanza de Mohr

Balanza de Mohr



Nuestro objetivo en la practica es conseguir medir la densidad de un liquido, en este caso la densidad a medir es la del agua. Para ello utilizaremos la balanza de Mohr. Paso a detallar el intrumento en si.
Es un instrumento empleado para medir la densidad de un líquido. Está formado por un pie fijo regulable en altura (V), y una barra con dos brazos desiguales separados por una cuchilla con la que se apoya la barra en el pie fijo.
El brazo largo de la barra está dividido en 9 muescas numeradas del 1 al 9 y regularmente distribuidas. De su extremo, que correspondería a la décima muesca, cuelga mediante un hilo delgado, un lastre.
En el brazo corto hay una marca que debe coincidir con la que tiene el pie cuando la balanza está equilibrada.
Para completar la balanza se dispone de un juego de jinetillos, dos más grandes que tienen el mismo peso, y otros tres más pequeños; cada cual pesa la décima parte que el anterior.
La balanza se basa en el principio de Arquímedes, ya que a igual volumen de líquido desplazado por la inmersión del lastre en éste, el empuje ejercido por la sustancia problema (que depende del peso de líquido desplazado) dependerá de la densidad de ésta. Por eso al equilibrarlo con los jinetillos y según la forma en que está construida la balanza, podemos leer la densidad en ella.
El montaje del instrumento viene detallada en el manual de éste y se debe observar con cuidado para no cometer errores en la medida.
Para la calibración del instrumento, se sumerge totalmente el lastre en agua destilada y situado el jinetillo grande especial en el extremo, la balanza debe quedar equilibrada (ya que la densidad del agua destilada es 1 g/cm3). Si no ocurre así, será preciso ajustarla con los niveladores V y V'.
Una vez ajustada la balanza y sin quitar el jinetillo que habíamos utilizado para ajustarla, sustituimos el agua por el líquido cuya densidad deseemos medir:
Si el líquido es de mayor densidad que el agua, será mayor el empuje ejercido sobre el lastre, con lo que, para restablecer el equilibrio, será preciso añadir jinetillos, ordenadamente: el mayor (décimas), el intermedio (centésimas) y el menor (milésimas), y el de las diezmilésimas en las muescas adecuadas, probando hasta que cada uno se pase del punto de equilibrio y dejándolo en la muesca anterior y pasando al siguiente decimal.
Si el líquido es de menor densidad que el agua, será preciso retirar el jinetillo colocado para ajustar la balanza y continuar como en el caso anterior, hasta lograr el equilibrio.


Material:
Una balanza de Mohr-Westphal, una probeta, pinzas, pesas en forma de caballete, líquido problema.
El método será el siguiente:
La lectura de la densidad se efectúa directamente leyendo la división en que se encuentran cada uno de los jinetillos. Si alguno de ellos no está colocado, su cifra correspondiente es cero. Pueden montarse varios jinetillos en la misma muesca. Por ejemplo, si el líquido es de mayor densidad que el agua y tenemos: el jinetillo 1/1 en la división 10, el otro jinetillo 1/1 no se ha colocado, el 1/10 en la cuarta, el 1/100 en la quinta, y el 1/1000 no se ha colocado, la densidad será 1.045 ± 0.0001 g/cm3.

Resultados:
1 2 3 4 5
pi 1,061 1,061 1,062 1,055 1,061 1,060
p±∆p=1.060±0.001 g/mm3
Cuestiones:
a)
Esta relación (E’/E’’ = p’/p’’ ) se cumple, ya que cuando sumergimos el mismo cuerpo , primero en un liquido y después en otro de densidades p’ y p’’ respectivamente, los empujes están en la misma relación que las densidades de los fluidos, así con esto si conocemos la densidad de uno podemos determinar la densidad del otro.
b)
Densidad: La densidad absoluta (también llamada densidad real) expresa la masa por unidad de volumen. Cuando no se hace ninguna aclaración al respecto, el término densidad suele entenderse en el sentido de densidad absoluta.
Densidad relativa: La densidad relativa o aparente expresa la relación entre la densidad de una sustancia y la densidad del agua, resultando una magnitud adimensional. Por definición, en el sistema métrico decimal la densidad del agua es la unidad, resultando un valor de 1 kg/L —a las condiciones de 1 atm y 4 °C— equivalente a 1000 kg/m³. Aunque la unidad en el SI es kg/m³, también es costumbre expresar la densidad de los líquidos en g/cm³.
Peso especifico: El peso específico de una sustancia se define como el peso por unidad de volumen. Se calcula al dividir el peso de la sustancia entre el volumen que esta ocupa. En el sistema métrico decimal, se mide en kilopondios por metro cúbico (kp/m³). En el Sistema Internacional de Unidades, en newton por metro cúbico (N/m³). Es una propiedad física de la materia, regularmente se aplica a sustancias o fluidos y su uso es muy amplio dentro de la Física. Como bajo la gravedad de la Tierra el kilopondio equivale, desde el punto de vista numérico, al kilogramo, esta magnitud tiene el mismo valor que su densidad expresada en (kg/m³).
c)
Sí, mientras sepamos la densidad de otro liquido, así poder utilizar la relación, (E’/E’’ = p’/p’’)