Experimentando con la densidad

En la sesión de hoy hemos aprendido lo que es la densidad y hemos realizado actividades para comprobar su entendimiento y además, hemos hecho experimentos para finalizar la explicación. A continuación, os explico el concepto de densidad, os muestro un ejemplo que hemos trabajado en clase y destaco los experimentos más interesantes.

En el ámbito de la química y de la física, la densidad es la magnitud que refleja el vínculo que existe entre la masa de un cuerpo y su volumen. En el Sistema Internacional, la unidad de densidad es el kilogramo por metro cúbico (conocido por el símbolo kg/m3).

Por lo tanto, la densidad de una sustancia es el cociente entre la masa y el volumen:

Densidad = Masa/Volumen d = m/v

La masa y el volumen son propiedades generales o extensivas de la materia, es decir, son comunes a todos los cuerpos. En cambio, la densidad es una propiedad característica, ya que nos permite identificar distintas sustancias.

A continuación, en clase hemos realizado algunos ejercicios como este primer ejercicio de la página que os muestro en el que pide "medir la densidad de la esfera: Mide la masa de la esfera en la balanza (si es necesario, repasa el procedimiento para medir masas en el apartado "La masa") y su volumen con la probeta. Introduce los valores hallados y calcula la densidad".

Densidad de la esfera = masa de la esfera/volumen de la esfera = 275g/30cm3 = 7.86 g/cm3

Una vez realizados este tipo de ejercicios, hemos hecho diferentes experimentos entre los que destaco los dos siguientes:

·Experimento del huevo en agua salada

Materiales:

• Sal de mesa
• Dos contenedores
• Cuchara sopera
• Agua del grifo
• Dos huevos crudos

Procedimiento:

• Llena los dos recipientes con agua del grifo.
• Añade alrededor de 6 cucharadas de sal en un recipiente y mezcla bien con una cuchara hasta que la sal se haya disuelto completamente en el agua.
• Coloca un huevo en cada recipiente y observa cuál de los huevos flota y cuál se hunde.

Se puede comprobar que el huevo colocado en agua salada flota y el que estaba en agua del grifo no lo hizo. Debido a que el agua salada es más densa que el agua dulce, el huevo no se hunde como normalmente lo haría.

Por lo tanto, si colocas un objeto más denso que el agua dulce en esta agua se hundirá automáticamente. En nuestro experimento del Huevo en Agua Salada, el huevo, al ser más denso que el agua del grifo, aleja las partículas de agua para hacer lugar para sí mismo, por eso se produce el movimiento de hundimiento. Pero en el caso del agua salada, que es más pesada que el agua del grifo, es más capaz de mantener el huevo hacia arriba. Por lo tanto, se produce la flotación del huevo. En otras palabras, los objetos se hunden cuando su densidad es mayor a la densidad del líquido.

·Cómo distinguir un huevo crudo de uno cocido

Aunque hay varias formas de distinguir un huevo crudo de uno cocido (sin romperlo), por ejemplo, agitándolo cerca del oído (el que suena es el crudo) o poniéndolo entre una luz intensa y los ojos (el que deja pasar algo de luz es el crudo), hay algunos métodos basados en la mecánica que resultan interesantes de considerar en una sobremesa. Para hacer este experimento se necesita un huevo cocido, uno crudo (ambos con la cáscara) y una superficie plana.

Este experimento consiste en hacer girar los huevos, previamente colocados en reposo (sobre la parte más oblonga de los mismos) sobre el plato. Cogiéndolo entre el pulgar y el dedo corazón de la mano o bien ayudándose de dedos de las dos manos, se intenta hacer girar el huevo. Con un poco de práctica, lo que se observa es que uno de los huevos tiene cierta resistencia a girar mientras que el otro huevo girará con cierta facilidad. El primero es el huevo crudo, en el que la parte líquida de su interior, inicialmente en reposo, no sigue el movimiento de la cáscara y se opone a su movimiento, de acuerdo con la Primera Ley de Newton o Ley de la Inercia (del reposo, en este caso). En el huevo cocido, una vez puesto en movimiento gira como un todo sólido, sin resistencias internas.

                                                    

Una vez el huevo se encuentra girando, con la ayuda de la yema de un dedo se le para suavemente y, muy rápido, se vuelve a retirar el dedo, se observará que hay un huevo que después de haber sido detenido sigue girando al levantar el dedo, mientras que el otro, una vez detenido, se mantendrá en reposo. El primero es el crudo, en el que la parte líquida sigue girando aunque se detenga la cáscara, de acuerdo de nuevo con el Principio de Inercia (inercia del movimiento en este caso), mientras que el otro es el cocido que, al igual que una peonza, una vez detenido así se mantiene.

·¿Por qué la naranja flota cuando está sin pelar?

Este experimento hemos tenido que realizarlo en casa y tras comprobar que la naranja sin pelar flota y pelada no, he tratado de buscarle explicación a esto. Este curioso fenómeno tiene una explicación sencilla. La piel de la naranja, poroso y con mini cámaras de aire, actúa como una especie de flotador que mantiene el cítrico sobre el agua.

La densidad de la naranja es, pues, inferior a la del agua. Pero si eliminamos la piel, el volumen disminuye y su densidad aumenta, por lo que la naranja pelada se hunde.

                              

Espero que con esta entrada, y más concretamente con estos experimentos, hayáis entendido mejor el concepto de densidad.