Densidad en los líquidos

En física y química, la densidad es una magnitud escalar referida a la cantidad de masa en un determinado volumen de una sustancia.

Según una conocida anécdota, Arquímedes recibió el encargo de determinar si el orfebre de Hierón II de Siracusa desfalcaba el oro durante la fabricación de una corona dedicada a los dioses, sustituyéndolo por otro metal más barato (proceso conocido como aleación). Arquímedes sabía que la corona, de forma irregular, podría ser aplastada o fundida en un cubo cuyo volumen se puede calcular fácilmente comparado con la masa. Pero el rey no estaba de acuerdo con estos métodos, pues habrían supuesto la destrucción de la corona.

Arquímedes se dio un relajante baño de inmersión, y observando la subida del agua caliente cuando él entraba en ella, descubrió que podía calcular el volumen de la corona de oro mediante el desplazamiento del agua.

Arquímedes notó que experimentaba un empuje hacia arriba al estar sumergido en el agua, y pensó que, pesando la corona, sumergida en agua, y en el otro platillo de la balanza poniendo el mismo peso en oro, también sumergido, la balanza estaría equilibrada si la corona era, efectivamente, de oro. Ciertamente, el empuje hacia arriba del agua sería igual si en los dos platillos había objetos del mismo volumen y el mismo peso. De esta versión nació la idea del principio de Arquímedes.

ACTIVIDADES DE APRENDIZAJE

Instrucciones: realizar el siguiente experimento (individual o en equipos de máximo 3 personas) y enviar evidencias (fotos) del procedimiento y el resultado. Agregar una conclusión por equipo.

El día de hoy aprenderemos a construir una lámpara de lava fría utilizando sólo materiales de la cocina  y explicaremos detalladamente como funciona, sigamos los pasos que se muestra a continuación:

Materiales necesarios:

·         Pastillas efervescentes

·         Aceite vegetal

·         Vaso o jarra de vidrio

Instrucciones:

1.       Llene hasta 1/4 del recipiente con agua

2.       Agregué el aceite

3.       Inserte las pastillas  efervescentes

4.       Observe lo que sucede.

Explicación:

Las pastillas efervescentes incluyen bicarbonato de sodio, el cual posee gas de dióxido de carbono encerrado en su estructura, y un ácido deshidratado (tal como ácido cítrico o tartárico) esta no se comporta como un ácido hasta que se pone en agua, en cuyo punto el ácido libera el dióxido de carbono que forma burbujas.

Las burbujas forman una espuma que flota en el agua y también en el aceite, sin embargo el agua y el aceite son inmiscibles – que no se mezclen juntos por lo que la espuma se mantiene  en forma de lava  y flota hacia la superficie, donde las burbujas del recipiente y  los sumideros de agua restantes hacen reincorporarse nuevamente hacia la parte inferior del agua.

¿Cómo funciona un Lava Lamp Real?   

 

Una lámpara de lava real funciona de forma similar,  consiste en una botella de vidrio que mantiene el agua, cera translúcida y una bombilla de iluminación. La cera debe mantenerse más densa que el agua a temperaturas de ambiente y menos densa en temperaturas más calientes. Dado que la cera fundida y el agua son dos líquidos inmiscibles por tanto no pueden unirse. La cera permanece en la parte inferior del cristal hasta que el calor de la base hace que se derrita, haciéndose menos densa que el agua y por lo tanto se elevará. Al estar lejos del calor la cera nuevamente se enfría y vuelve hacia la parte inferior.