EL LABORATORIO DE FÍSICA Y QUÍMICA Instrumentos de medida

El laboratorio es un lugar fundamental de trabajo de un científico o científica.

La física y la química son ciencias experimentales. Los científicos realizan parte de su estudio en los laboratorios, donde existe un material frágil y preciso, y unos productos que pueden ser peligrosos.

Por todo ello, como estudiantes de Física y Química debemos conocer una serie de normas que harán que nuestras clases en el laboratorio sean seguras y provechosas.

Para medir una magnitud, debemos utilizar un instrumento adecuado.

Por ejemplo, utilizamos una regla para medir la longitud de una mesa, un cronómetro para medir el tiempo que tarda en caer una pelota o un termómetro para medir la temperatura del agua.

La masa de un cuerpo es la cantidad de materia que contiene. Se mide con una balanza.

Existen diversos tipos de balanzas:

Balanza granataria

Balanza de precisión o de platos

Balanza electrónica

En el platillo se coloca el cuerpo cuya masa se quiere medir.
Se mueven las pesas en cada brazo hasta que la marca de su extremo coincide con la marca del cero.

Con la balanza en reposo, se pone en un platillo el objeto cuya masa se quiere medir y en el otro se colocan las pesas.
Se gira la rueda o la palanca liberadora para que se eleve la cruz. Cuando la aguja del fiel marca el cero, la masa del cuerpo es equivalente a la suma de las pesas.

El juego de pesas está calibrado. Las pesas menores que 1 g se manejan con unas pinzas.

Se enciende y se espera a que marque cero.
Se coloca el objeto sobre el platillo y nos muestra su masa. Suelen tener un botón de Tara que permite descontar la masa del recipiente.

Es muy útil cuando se pesan líquidos o sólidos que hay que manejar en un recipiente, como los productos químicos.

El volumen de un cuerpo es una medida del espacio que ocupa.

Para objetos que tienen forma regular, como el cubo, la esfera, el prisma o el cilindro, se puede calcular el volumen midiendo algunas longitudes y haciendo un cálculo.
Si el objeto es irregular (como una piedra) o es un líquido, utilizamos instrumentos de medida de líquidos, como la probeta.

La probeta es un cilindro estrecho graduado. Su graduación depende del tamaño y del fabricante.

Probeta de 25 mL

Probeta de 50 mL

Probeta de 250 mL

Probeta de 500 mL

Permite medir 0,5 mL.

Permite medir 1 mL.

Permite medir 5 mL.

Cuando echamos un líquido en un tubo estrecho, la adherencia a las paredes hace que el extremo forme una curva llamada menisco. En la mayoría de los casos, el menisco está curvado hacia abajo.

Las probetas están calibradas para que la medida sea la que indica la parte inferior del menisco. Para evitar errores en la medida:

La probeta debe estar horizontal.
Hay que situar los ojos a la altura de la medida.

Para medir el volumen de líquidos con exactitud, se utilizan la pipeta, la bureta y el matraz aforado.
Para medidas aproximadas de líquidos, se utilizan el vaso de precipitados y el Erlenmeyer.

Pipeta

Bureta

Matraz aforado

Vaso de precipitados

Erlenmeyer

Como hemos visto, para medir la masa de un cuerpo utilizamos una balanza que nos indica directamente su valor. Pero esto no se puede hacer con otras magnitudes como la superficie o la densidad.

Medidas indirectas son aquellas que se obtienen realizando una operación matemática sobre otras medidas directas.

La densidad mide la relación entre la masa y el volumen de un cuerpo. La densidad es una propiedad intensiva, característica de la materia.

Es una medida indirecta, ya que se obtiene realizando una operación matemática sobre medidas directas.

$d igual fracción m entre V igual fracción numerador 117 espacio normal g entre denominador 40 espacio mL fin fracción igual 2 coma 925 espacio normal g dividido por mL$

Calculo de la densidad en el laboratorio

ESPM00031163401 Ladensidad

Ahora piensa en lo que aparece en el vídeo y contesta.

a) ¿Cómo se mide la densidad del agua?

b) ¿Cómo se mide la densidad del alcohol? ¿Y la de la sal?

c) ¿Cómo se mide la densidad del acero? ¿Por qué el procedimiento es diferente que en las sustancias anteriores?

La superficie es una medida indirecta. No es sencillo usar un instrumento para medirla directamente, por eso, hay que realizar cálculos a través de otras medidas para hallarla.

Para conocer la superficie de un cuerpo regular, podemos medir la longitud de sus lados o sus ángulos y aplicar una fórmula matemática, como en el triángulo de la imagen.

PIENSA

¿Qué ocurre si el cuerpo es irregular?

Observa una manera de calcular la superficie de un cuerpo irregular con una plantilla de papel milimetrado.

Paso 1

Paso 2

Coloca el objeto sobre un papel milimetrado y dibuja el contorno.
Observa que las líneas de la cuadrícula tienen una separación de 1 mm. Cada 5 mm las líneas son un poco más gruesas.

Cuenta los cuadros que ocupa la silueta:

Se han marcado y contado en rojo los cuadros completos de 5 mm de lado que están dentro de la silueta.
Se han valorado los cuadros que están parcialmente ocupados. Se han compensado los que están casi ocupados con los que están casi libres. El número se ha marcado en verde.

Cálculo de la superficie:

Cuadros enteros	113
Cuadros parciales	50
Total de cuadros	163

Superficie de un cuadro: 0,5 cm · 0,5 cm = 0,25 cm²

Superficie de la silueta: 163 · 0,25 cm² = 40,75 cm²

Visualiza en la siguiente galería de imágenes el material que se emplea en un laboratorio de Física y Química.

Medida de la masa

La masa de un cuerpo es la cantidad de materia que contiene. Se mide con una balanza.

Tipos de balanzas
Balanza granataria	Balanza de precisión o de platos	Balanza electrónica

Medida del volumen

El volumen de un cuerpo es una medida del espacio que ocupa.

Para objetos que tienen forma regular, se puede calcular el volumen midiendo algunas longitudes y haciendo un cálculo.
Si el objeto es irregular o es un líquido, utilizamos instrumentos de medida de líquidos, como la probeta.

La probeta es un cilindro estrecho graduado. Su graduación depende del tamaño y del fabricante.

Medidas indirectas

Medidas indirectas son aquellas que se obtienen realizando una operación matemática sobre otras medidas directas. Es el caso de la densidad o la superficie.

Medida de la densidad

La densidad mide la relación entre la masa y el volumen de un cuerpo. La densidad es una propiedad intensiva, característica de la materia. Es una medida indirecta, ya que se obtiene realizando una operación matemática sobre medidas directas.

$d igual fracción m entre V$

Medida de la superficie

La superficie es una medida indirecta, no existe un instrumento para medirla directamente, hay que realizar cálculos a través de otras medidas para hallarla. Para conocer la superficie de un cuerpo regular, podemos medir la longitud de sus lados y/o sus ángulos y aplicar una fórmula matemática.

Resumen. El laboratorio de Física y Química

Una balanza de platos se equilibra cuando ponemos en un platillo una goma y en el otro estas pesas:

¿Cuál es la masa de la goma?

Toca la imagen para ampliarla y relaciona cada probeta con la cantidad de líquido que contiene:

130 mL
3,7 mL
15 mL

Si colocas el objeto de la imagen en uno de los platillos de la balanza de precisión, indica qué pesas debes poner en el otro para que, cuando se libere la balanza, el fiel marque cero. Rellena los espacios en blanco.

Hay que completar con pesas hasta sumar g. Por ejemplo, con pesas de 20 g, de 5 g, 4 de g, de 0,5 g y 1 de g.

Dibuja cómo estaría el líquido en esta probeta para que su volumen fuese 5,2 mL.

A continuación, se indica la densidad de la leche, el agua y el aceite. Calcula la masa de 1 L de cada uno y completa la tabla:

	Densidad (g/mL)	Masa de 1 L
Leche	1,04	g
Agua	1,00	g
Aceite	0,92	g

Para medir la densidad de un bloque de plastilina, hicimos la siguiente experiencia:

Medimos la masa en una balanza: 27,6 g.
La introdujimos en una probeta que contenía 120 mL de agua. El nivel llegó a 140 mL.

a) Calcula la densidad de la plastilina.

b) Indica los resultados que obtendrías en la pesada y en la probeta si el bloque de plastilina fuese justo la mitad de grande que el anterior. ¿Cuál sería ahora la densidad de la plastilina?

En una experiencia para medir la densidad del azúcar obtuvimos:

Masa de la probeta vacía: 130 g.
Masa de la probeta con el azúcar: 198,5 g.
Volumen de la probeta: 50 mL.

a) ¿Cuál es la densidad del azúcar?

b) Compara este procedimiento con el de la actividad anterior. ¿Por qué no seguimos los mismos pasos si el azúcar también es un sólido a temperatura ambiente?

En este papel milimetrado cada cuadradito corresponde a 1 mm². Mide la superficie de la estrella dibujada en él. Para ello, completa los espacios siguientes.

Hay que contar los cuadraditos que ocupa la estrella.

a) En el centro hay cuadraditos completos. Y luego cada punta ocupa la mitad de 100 cuadraditos, es decir, cuadraditos. Por tanto, en total hay:

+ 4 · = cuadraditos

b) Como cada uno mide 1 mm², la superficie total ocupada por la estrella es de mm².

En el laboratorio de tecnología tenemos una bobina de alambre de cobre de 1 mm de diámetro. Para poder averiguar su longitud, nos dicen que debemos cortar 50 cm de cable y medir su masa. El resultado es 3,5 g. Luego, debemos medir la masa de toda la bobina. El resultado es 68 g. ¿Cuántos metros de cobre tenemos entonces en la bobina?

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A continuación te mostramos el tiempo empleado y el número de aciertos.

Tiempo empleado

Calificación

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El laboratorio

El laboratorio es un lugar fundamental de trabajo de un científico o científica.

Instrumentos de medida

Para medir una magnitud, debemos utilizar un instrumento adecuado.

Medida de la masa

Existen diversos tipos de balanzas:

Medida del volumen

Para objetos que tienen forma regular, como el cubo, la esfera, el prisma o el cilindro, se puede calcular el volumen midiendo algunas longitudes y haciendo un cálculo.

Tipos de probetas

Probeta de 25 mL

Lectura de la medida en la probeta

Otros instrumentos empleados para medir líquidos

Para medir el volumen de líquidos con exactitud, se utilizan la pipeta, la bureta y el matraz aforado.

Para medidas aproximadas de líquidos, se utilizan el vaso de precipitados y el Erlenmeyer.

Medidas indirectas

Como hemos visto, para medir la masa de un cuerpo utilizamos una balanza que nos indica directamente su valor. Pero esto no se puede hacer con otras magnitudes como la superficie o la densidad.

Medidas indirectas son aquellas que se obtienen realizando una operación matemática sobre otras medidas directas.

Medida de densidad

La densidad mide la relación entre la masa y el volumen de un cuerpo. La densidad es una propiedad intensiva, característica de la materia.

Cálculo de la densidad en el laboratorio

Ahora piensa en lo que aparece en el vídeo y contesta.

a) ¿Cómo se mide la densidad del agua?

b) ¿Cómo se mide la densidad del alcohol? ¿Y la de la sal?

c) ¿Cómo se mide la densidad del acero? ¿Por qué el procedimiento es diferente que en las sustancias anteriores?

Medida de superficie

La superficie es una medida indirecta. No es sencillo usar un instrumento para medirla directamente, por eso, hay que realizar cálculos a través de otras medidas para hallarla.

Medida de una superficie irregular

Observa una manera de calcular la superficie de un cuerpo irregular con una plantilla de papel milimetrado.

Superficie de un cuadro: 0,5 cm · 0,5 cm = 0,25 cm2

Material básico de laboratorio

Visualiza en la siguiente galería de imágenes el material que se emplea en un laboratorio de Física y Química.

Resumen. EL LABORATORIO DE FÍSICA Y QUÍMICA Instrumentos de medida

Medida de la masa

Medida del volumen

Para objetos que tienen forma regular, se puede calcular el volumen midiendo algunas longitudes y haciendo un cálculo.

Medidas indirectas

Medida de la densidad

Medida de la superficie

Actividades

Equilibrar la balanza

Una balanza de platos se equilibra cuando ponemos en un platillo una goma y en el otro estas pesas:

¿Cuál es la masa de la goma?

Medida del volumen en una probeta

Toca la imagen para ampliarla y relaciona cada probeta con la cantidad de líquido que contiene:

Medida con la balanza

Si colocas el objeto de la imagen en uno de los platillos de la balanza de precisión, indica qué pesas debes poner en el otro para que, cuando se libere la balanza, el fiel marque cero. Rellena los espacios en blanco.

Dibujar el líquido en una probeta

Dibuja cómo estaría el líquido en esta probeta para que su volumen fuese 5,2 mL.

Calcular la masa a partir de la densidad

Medir la densidad de la plastilina

Para medir la densidad de un bloque de plastilina, hicimos la siguiente experiencia:

Medimos la masa en una balanza: 27,6 g.

La introdujimos en una probeta que contenía 120 mL de agua. El nivel llegó a 140 mL.​

Medir la densidad del azúcar

En una experiencia para medir la densidad del azúcar obtuvimos:

Calcular una superficie irregular

En este papel milimetrado cada cuadradito corresponde a 1 mm2. Mide la superficie de la estrella dibujada en él. Para ello, completa los espacios siguientes.

Medir la longitud de una bobina de cobre

Comprueba lo que has aprendido. EL LABORATORIO DE FÍSICA Y QUÍMICA Instrumentos de medida

Superficie de un cuadro: 0,5 cm · 0,5 cm = 0,25 cm²

La introdujimos en una probeta que contenía 120 mL de agua. El nivel llegó a 140 mL.

En este papel milimetrado cada cuadradito corresponde a 1 mm². Mide la superficie de la estrella dibujada en él. Para ello, completa los espacios siguientes.