laboratorio !: Medidas Cuantitativas de Densidad y Volumen

Laboratorio de Densidad

Estándares a impactar:

SM.Q.3.1 Utiliza recursos tecnológicos tales como la calculadora, la calculadora gráfica y la computadora para construir y analizar modelos científicos y matemáticos.

SM.Q.3.3 Interpreta la pendiente de gráficas lineales de inclinación para determinar el cambio en la variable dependiente como consecuencia del cambio en la variable independiente.

NC.Q.5.1 Utiliza tecnología apropiada como computadoras, calculadoras, hojas de cálculo electrónicas y otras, para recopilar, analizar y comunicar hallazgos científicos.

NC.Q.7.4 Analiza el impacto de la tecnología en la disponibilidad, creación y diseminación de información de relevancia científica.

En adición: NC.Q.5.2, NC.Q.3.2, EM.Q.1.4

Título: Medidas Cuantitativas de Densidad de Centavos.

Problema: ¿Cuál es la composición de los centavos acuñados en los últimos años y la de los acuñados antes de 1982?

Extracto

Antes de 1983, las monedas de un centavo se fabricaban con cobre. Cada moneda pesaba alrededor de 3.1 g y su volumen era de 0.35 cm³. Su densidad 8.92g/cm³. La última moneda de un centavo hecha con cobre fue acuñada en 1982. En la actualidad, más del 97% de los centavos está hecho con zinc, una sustancia cuya densidad es de 7 g/cm3 aproximadamente. El volumen de los centavos de zinc es igual al de los fabricados con cobre.

Hipótesis: Si__________________________entonces_______________________________

Objetivos:

1. Determinar la densidad de centavos con fecha anterior a 1982 y con fecha posterior a 1982
2. Determinar la composición de los centavos anterior a 1982 y la de los posteriores.
3. Construir gráfica de relación directamente proporcional.
4. Realizar cálculos de densidad. Reglas
5. Construir gráficas y determinar el tipo de relación.
6. Aplicar los conceptos de temperatura,
7. % de error, variables, precisión, exactitud, paralaje, volumen, cifras significativas, SIM y notación científica entre otros.

Materiales y equipo

10 centavos anteriores a 1982

10 centavos posteriores a 1982

Salsa “Ketchup”

Probetas

Balanzas

Marcadores de diferentes colores

Masking tape, agua destilada, acetona regla, agua potable

Papel toalla

Termómetro

Hornilla

Cronómetro

Papel de gráfica ( cuadriculado)

Lápices de colores

regla

Procedimiento:

Fase I.

1. Coloca los 20 centavos en un vaso de precipitado y añade aproximadamente 20 ml de salsa “ketchup”.
2. Revuelve con un agitador de vidrio y déjalos por al menos 10 minutos.
3. Observa ocasionalmente y anota tus observaciones en la tabla de datos 1.
4. Luego de diez minutos, colóquelos sobre servilletas gruesas y frótelos con estas creando fricción. Anote sus observaciones en la tabla 1.
5. Utilice el lavadero para lavar con agua y jabón los centavos, frote produciendo fricción con el cepillo de lavado. Séquelos totalmente y enjuague con acetona. Déjelos secar sobre una servilleta seca antes de pasar al la siguiente fase.

Fase II

6. Con los guantes puestos, coloque 5 centavos pre 1982 en la balanza y anote la masa en la tabla de datos 2.
7. Llene la probeta de 20 ml de agua potable. Anote la medida como volumen inicial, con el número correcto de cifras significativas. ( Trate de ver el último dígito y estime al menos a dos espacios decimales, redondee de ser necesario)
8. Coloque los cinco centavos en la probeta con cuidado de no salpicar deslizándolos por un lado, anote el volumen final y halle la diferencia del inicial.
9. Repita los pasos 1-3, esta vez sumándole los 5 centavos restantes al primer grupo.
10. Repita los pasos del 1 al 4, esta vez con los centavos pos 1982. Anote todas sus observaciones.

Fase III.

1. Medirás el grosor de cada centavo de cada grupo con una regla en centímetros.
2. Promediarás los resultados obtenidos para los 10 centavos de cada grupo, pre 1982 y pos 1982. anota los resultados en la tabla 3.
3. Procede a calentar un centavo de cada grupo en el envase con agua hirviendo sobre la hornilla. Anota el tiempo en que el centavo empieza a moverse. Toma la temperatura. Observa el color de los centavos de ambos grupos. Como lucen?. Remuévelos con las pinzas y deja enfriar sobre papel blanco. Anota tus observaciones en la tabla 1.
4. Procede a limpiar y a graficar los resultados para el análisis.

Datos y Observaciones:

Tabla de datos 1:

Centavos	Color de los centavos antes de lavar	Color después de lavar	Color al colocarlos en agua hirviendo.	Temperatura en que empieza el movimiento de los centavos.
Pre 1982
Pos 1982

Tabla de datos 2: (centavos pre 1982 y pos 1983).

Estándar de masa de 1 centavo pre 1982 = 3.1gramos.

Estándar de masa de 1centavos pos 1982 = 2.35g

Estándar de densidad de los centavos pre 1982 = 8.92g/cm³.

Estándar de densidad de los centavos pos 1982 = 7.08g/cm³.

Números de centavos.	Masa (g)	Volumen inicial (mL)	Volumen final (mL)	Volumen de los centavos (cm3)	Densidad (g/ cm3)
Pre-1982
5
10
Pos- 1982
5
10
Porciento de error

Análisis:

1. Construya una gráfica del volumen de los centavos versus la masa de los centavos para cada grupo. Utilice diferentes colores para señalar los 2 diferentes grupos en la misma gráfica. Rotule los ejes teniendo en cuenta las variables dependiente e independiente. Trace la recta que acomode la mayor cantidad de puntos. Calcule la pendiente de la línea en cualesquiera dos puntos; esta será la densidad promedio para los centavos de cada grupo.
2. Calcule la densidad para 5 y 10 centavos para cada grupo utilizando la formula de densidad enseñada. Compare con la densidad obtenida gráficamente. Debe demostrar todas las ecuaciones y procedimientos utilizados.
3. Obtenga el % de error en la densidad, para cada muestra( pre y pos). Utilice para esto la densidad promedio de cada muestra ( obtenida de la gráfica) y la densidad estándar.
4. Es el color o el movimiento un dato significativo para cada grupo? Explique
5. Presente las conversiones de temperatura para C, F y K de las diferentes temperaturas en que comenzó el movimiento de los centavos.
6. Contesta:

• ¿Que representan las pendientes?¿En que unidad de medida deben escribirse las pendientes?
• ¿Existe una variación entre los datos de las densidades medidas para los grupos pre y pos 1982? Explique
• Si usted encontrara un centavo mutilado. ¿Qué haría para estimar la época en que se acuñó.
• Utilizando la tabla a continuación y los datos obtenidos en el laboratorio,

¿De qué material están hechos los centavos de antes y después de 1982. ¿Existe aleación de metales? ¿Como lo sabes? Explica en detalle y con cálculos de ser necesario.

Metal	Densidad (g/cm3) estándar
Aluminio	2.70
Zinc	7.00
Cobre	8.92
Hierro	7.87

Tabla 3

Grosor
Pos	Pre
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
PROMEDIO	PROMEDIO

FORMULAS:

Densidad promedio de centavos antes de 1982 y después de 1982.:

M= y2-y1/ x2-x1;

donde y= a la masa final – masa inicial & x= volumen final – volumen inicial.

Porciento de error = valor aceptado – valor obtenido/ valor aceptado x 100

*Nota: los resultados de tus cálculos deben expresarse en notación científica.

Conclusión:

Redacta tus conclusiones en un párrafo de 5 oraciones o mas. Indica si acertó la hipótesis o no.

Rúbrica de laboratorios.

Criterios	Valor	Comentario
Trabajo en equipo	/25	Habilidad, técnica, comunicación , todos participando, aportación de materiales y equipo en buen estado .
Orden y Limpieza	/25	Tono de voz adecuado, seguir las reglas de seguridad, disciplina. Recojido y limpieza de mesa antes de irse, uso de bata gafas y guantes.
Procedimiento	/25	Adecuado, seguir instrucciones, preguntar si hay duda, informar cualquier accidente, resultados visibles confiables.
Informe Escrito	/25	Puntualidad, limpieza y contenido. Análisis y conclusión coherentes.
Total	/100	*el maestro hará la función de instructor y observará con detenimiento a cada grupo.