Densímetro de empuxo

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Trata-se de uma outra versão da balança de Arquimedes. O objetivo é determinar a densidade de sólidos ou de líquidos, usando a densidade da água como referência (1 g/mL).

Para se determinar a densidade de uma substância é necessário se conhecer os valores da massa e do volume. O valor da massa pode ser medido diretamente na balança digital. Porém, o volume não é muito simples de se medir, principalmente se o objeto tiver um formato irregular. Mas, podemos obter o valor do volume de forma indireta, por meio do princípio de Arquimedes: a força de empuxo sobre um corpo imerso na água tem o mesmo valor do peso da água deslocada por esse corpo. Portanto, basta medir o peso da água deslocada para se obter o volume do corpo de forma indireta: cada 1 grama de água deslocada e medida na balança, equivale a 1 mL de volume do corpo submerso.

Colocar um recipiente com água sobre a balança digital e “zerar”. Mergulhar o corpo amarrado com linha fina de nylon, na água, sem encostar no fundo do recipiente. A balança irá indicar o valor da massa de água deslocada pelo corpo totalmente imerso. O valor dessa massa em gramas terá o mesmo valor, só que em mL.

Se a densidade do corpo tiver o valor menor do que o da água, ele irá boiar. Neste caso, ao invés de uma linha fina de nylon, deve-se usar um fio fino rígido (por exemplo, um arame de aço) e forçar o corpo a submergir totalmente na água.
Pode-se determinar a densidade não só de sólidos, mas também de líquidos. Para tanto, utiliza-se um corpo de prova qualquer com volume conhecido (determinado por meio imersão em água, no procedimento anterior).

Ao invés da água, coloca-se o líquido, cuja densidade se quer determinar, no recipiente e em seguida, “zerar” a balança. Mergulhar o corpo (com volume conhecido) totalmente no líquido (sem encostar no fundo) e obter o valor da massa indicado na balança. Esse valor é a massa do líquido equivalente ao volume deslocado. Com esses valores, pode-se determinar o a densidade desse líquido.

Material Utilizado

Balança digital
Sólidos diversos
Linhas finas de nylon
Arame ou fio fino rígido
Recipiente com água
Outros líquidos.

Equipamento doado por Claudio Hiroyuki Furukawa para o Laboratório de Demonstrações da UFPA.

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