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La Coctelera

moreno-meco

23 Mayo 2010

SOBRE LA DENSIDAD DEL AIRE

 

SOBRE LA DENSIDAD DEL AIRE

 

La densidad del aire siempre se a calculado, no con las máquinas de ahora que se tienen en el laboratorio, ya que son relativamente modernas (unas cuantas y escasas décadas), sino con procedimientos mas rústicos, como balanzas de brazo y contrapeso, razón por la cual la precisión era escasa y el método inservible para calcular por diferencia de pesadas, el valor de la densidad del aire.

¿Y como se calculó el valor de la densidad del aire hace casi cuatro siglos ya?

Pues muy sencillo. Como hemos explicado en nuestros anteriores artículos, simplemente llevando al limite el peso de la columna de aire de un cm2 de sección de la atmósfera, en función de la presión atmosférica calculada en su día por Torricelli, que para 1.033 gr/cm2 (760 mm de columna de Hg), equivale a 1,29 kg/m3.

Por tanto, para calcular la densidad del aire, necesariamente antes debía de conocerse la presión atmosférica que la definía.

Por eso estas máquinas informatizadas de pesaje actuales, no se preocupan mucho en hacer pesadas reales, entre otras cosas porque no pueden, ya que dependen de muchos factores, incluido el del propio vacío y el del cálculo de resistencia de materiales y semiconductores.

Y por eso se limitan a meter datos estándar de "obligado cumplimiento" en los modelos de software del proceso (como usted mismo expresa), para que invariablemente salga siempre lo mismo, y que ya se calculó hace 4 siglos.

En consecuencia y como la nueva interpretación del experimento de Torricelli que ahora hacemos, incluyendo las fuerzas del vacío, no admite discusión (ni física y matemática), por su claridad y realidad contrastada, pues resulta que, se deduce un nuevo valor de la presión atmosférica, que es de 480 gr/cm2, y por tanto la densidad del aire (por el mismo principio que antes), es de aproximadamente 0.6 kg/m3.

Esto indica que, todas las máquinas de pesado de laboratorio, deberán de ser modificadas en su software para incluir en sus procesos de cálculo, esta nueva densidad.

Y en cuanto a lo referente a su ayuda y a lo que dice en sus comentarios anteriores (1) y a la ausencia de los datos que le he pedido, siento no puedo admitir, ni el planteamiento, ni los datos de los valores que expone.

¿PORQUE?

1º.- Porque está utilizando una máquina con lógica de funcionamiento donde ya está establecido una densidad del aire estándar que influye en todos los resultados, cambiándolos y adaptándolos al valor preseleccionado que es el oficial establecido (aunque usted no introduzca ningún valor).

2º.- Porque el empuje del volumen de aire es tan pequeño, que se necesita para medirlo una precisión extrema, uniforme y constante, y no debería de ser necesario poner a cero la máquina en ambas pesadas en aire y en vacío. Solo con una sería necesario.

3º.- Es curioso que de los valores de los datos que aporta, solo son exactos, los referentes a la densidad del aire que calcula, lo que quiere decir aparentemente que, se toma mucho interés en que así sea. En los dos casos de pesadas en aluminio y latón sale 1,2226 y curiosamente algo diferente al valor calculada en inoxidable (1.2155).

4º.- Pero curiosamente no sucede lo mismo cuando vemos por ejemplo la pesada de los mismos patrones tanto en vacío, como en aire, pasando en el primer caso de 1.000006 (a) para el aluminio a 0.999992 (b) para el latón y en el segundo de 0.999566 (c) para el aluminio a 0.999849 (d) para el latón, y donde se pueden apreciar grandes variaciones injustificadas que invalidan los resultados.

5º.- De tal forma es esto erróneo e impreciso que si tomamos sencillamente los valores de los patrones en vacío a y b y aplicamos la fórmula del calculo de la densidad ya saldría un valor hipotético de  0.12, cuando debería de ser casi la misma que la oficial.

6º.- Si utilizamos los patrones en el aire d y c para el latón, da un valor de 2.42 y para el aluminio, 0.786 cuando debería de ser en ambos casos cero.

7º.- Si utilizamos la mezcla como por ejemplo a y d sale un valor de 1.346 (+10%) y 0.436 (-65%) cuando los resultados deberían de ser simétricos con los mismos incrementos en valor absoluto en ambos casos.

8º.- Si en cambio utilizamos b y c nos da un valor de 3.65 (+200%)  y 1.82 (+50%) que es imposible porque deberían ser como antes y valores próximos.

Estos datos enunciados invalidan sus todo el proceso de cálculo, que se ve, está un tanto "preparado" para que salgan los valores que usted quiere y necesita, pero que no son posibles.

Y si a esto además añadimos que, está mezclando conceptos erróneos al igual que lo hace la "ciencia física oficialista", al basar todo el empuje de la atmósfera, a la gravitación y por ende al peso, con el resultado engañoso de una densidad mal calculada, al no tener en cuanta las fuerzas de interacción que no gravitacionales entre moléculas de los gases atmosféricos, pues resulta que sus experimentos son erróneos y no dicen la verdad.

Y la verdad es fundamental en la ciencia física, sobre todo, para poder avanzar paso a paso en el conocimiento y para no llegar como está sucediendo ahora en el siglos XXI, a un pozo sin fondo y sin conocimiento, ya que cualquier nuevo descubrimiento de la física de la materia, al relacionarse con interpretaciones erróneas antiguas, queda inservible para explicar y entender los verdaderos mecanismos de funcionamiento de esa materia, de la vida y del universo.

Por suerte, ya se demuestra con la EEI de hace unas décadas, de la que ni Einstein, ni Newton, ni tan siquiera Higgs y menos Pascal, Galileo o Torricelli, sabían nada de lo que allí ocurre, que el empuje de una atmosfera determinada de gases, no solo depende de la gravitación (un globo de helio sube invariablemente al techo de la EEI), sino que también depende como vemos de la interacción, y que esa "ciencia física oficialista", al no tenerla en cuenta, produce constante y continuamente interpretaciones erróneas.

NOTAS

(1) Respuesta a unos comentarios de J. A. López que reproducimos aquí sobre nuestros artículos del nuevo cálculo de la presión atmosférica y densidad de los gases

"........Sr. Moreno
Para realizar el cálculo de la masa convencional ("El valor convencional del resultado del pesaje de un cuerpo en el aire es igual a la masa de un patrón, de densidad convencionalmente elegida, a una temperatura convencionalmente elegida, que equilibra a dicho cuerpo a esa temperatura de referencia en un aire cuya densidad es convencionalmente elegida" (R 33 OIML) Los valores convencionalmente elegidos son t=20ºC, densidad del patrón de masa 8000 kg/m3, densidad del aire 1.2 kg/m3
La masa convencional mc Se calcula en base a la expresión m(1-do/d20)=mc(1-1.2/8000)
Siendo do la densidad del aire durante la pesada y d20 la densidad de la pesa a 20ºC.
La norma OIML R33 solo permite emplear la expresión anterior cuando el valor de la densidad del aire no difiera en más de un 10% respecto al nominal de 1,2 kg/m3
Para el cálculo de la masa convencional, el software del comparador de masas solo permite introducir valores de densidad del aire comprendidos entre 1,08 kg/m3 y 1,32 kg/m3, es decir una variación del ±10% respecto al nominal de 1,2 kg/m3, por este motivo no puedo probar con el valor de 0.6 que usted me pedía
En cualquier caso, y sin emplear el software, para determinar la densidad del aire en nuestro laboratorio he empleado el procedimiento siguiente:
Empleando dos pesas de la misma masa nominal real (1 kg) pero muy diferentes volúmenes, las he pesado en vacío (0,4 Pa) y luego en aire. A partir de la diferencia de empujes de Arquímedes se obtiene la densidad del aire en base a
d=(Mv-Ma)/V
siendo
Mv masa real de la pesa de gran volumen menos masa real de la pesa de pequeño volumen (determinadas en vacío)
Ma Peso en aire de la pesa de gran volumen menos peso en aire de la pesa de pequeño volumen
V Volumen de la pesa grande menos volumen de la pesa pequeña

Los datos de las pesas son
Pesa de gran volumen (fabricada en aluminio)
Volumen 367,92 cm3 masa real 1000,0066 g (determinada en vacío)
Masa determinada en aire 999,5662 g
Pesa de pequeño volumen (fabricada en latón)
Volumen 119,217 cm3 masa real 999,9922 g (determinada en vacío)
Masa determinada en aire 999,8495 g

La densidad de aire en el momento de las pesadas es (0,0144-(-0,2833))/248,703=0,001197g/cm3, es decir 1,197 kg/m3

Las condiciones atmosféricas en el momento de las pesadas en aire eran t=22,6ºC, p=1023,8 hPa, h.r=68%
Nota: El comparador antes de aplicar la pesa sobre el platillo se pone a cero (tara, independientemente de si la pesada se hace en vacío o en aire). En mi opinion este forma de operar, nos permite "despreocuparnos" de la masa y volumen del platillo y resto de elementos suspendidos del comparador cuando se trabaja en aire, ya que al poner a cero con el comparador descargado, ya se realiza la pesada con el empuje de aire sobre el platillo ya compensado

Creo que esta forma de trabajar (sin emplear ningún tipo de software, el cual muchas veces puede ser puesto en cuestión) elimina cualquier suspicacia sobre lo que pueda hacer el software al tratar los datos
Agradecería sus comentarios Cordialmente
Juan Francisco López ................."

".....................Sr. Moreno Meco
He leído con atención su artículo relativo a la densidad de los gases en el que usted afirma que dicha densidad es 2.15 veces inferior a la que asumimos convencionalmente (por supuesto en base a medidas).
Desarrollo mi actividad profesional en un laboratorio en el que la determinación de la masa es fundamental y para ello disponemos de medios extraordinarios, entre ellos, comparadores electrónicos de masa, campana isobárica y pesas patrón clase E1
El comparador electrónico de 1,1 kg de capacidad tiene una resolución de 0,1 mg
La campana isobárica permite generar vacíos de hasta 0,01 Pa
Las pesas clase E1 fabricadas en acero inoxidable austeníco (amagnético) tienen una densidad certificada de 8010 kg/m3
Hemos tomado una pesa de 1 kg y hemos determinado su masa en aire obteniendo un valor de 1,0000021 kg
Aplicamos la campana isobárica (ahora el comparador de masa se halla dentro de la campana) y generamos un vacío en su interior de 0,03 Pa. Volvemos a determinar la masa de la pesa y ahora obtenemos un valor de 1,0001507 kg.
Obviamente el valor de la masa no ha variado, simplemente el comparador de masa ha dado un valor más alto puesto que al trabajar en vacío no existe el empuje de Arquímedes y por tanto el comparador "siente" una fuerza mayor.
La diferencia entre las dos pesadas debe ser igual al cociente (densidad aire/densidad pesa)
mv-ma=d/D
siendo
mv la masa medida en vacío,
ma la masa medida en aire,
d la densidad del aire,
D la densidad de la pesa

De la formula anterior d=(mv-ma)D
Por tanto la densidad del aire será d=0,0001486 kg * 8010 kg/m3= 1,19 kg/m3

Valor de densidad del aire que coincide (en condiciones normales) con el que se puede determinar por otros métodos más sofisticados (por ejemplo la fórmula de Giacomo
Si usted tuviese razón y la densidad del aire fuese unas 2.15 veces menor, es decir 1,19/2,15=0,55 kg/m3 hubiésemos obtenido una diferencia de lecturas en el comparador de masas de 0,0000687 kg

Me gustaría oir sus comentarios a este respecto, pues a mi juicio parece claro que su afirmación de que las densidade de los gases menos de la mitad de la que en los laboratorios se determina tanto teórica como empíricamente, no se corresponde con la realidad

Cordialmente
Juan Francisco López......................................."

FCO MORENO MECO   -- Ingeniero y Científico - mteasl@hotmail.com

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