Tema 3 La Temperatura y el calor

1. La temperatura.  

*La temperatura es la agitación térmica de las partículas que forman un cuerpo.

*Antes de afirmar que un cuerpo está caliente o frío necesitamos compararlo con otro.

1.1. Escalas termométricas.

* Se basan en asignar una valor a determinadas temperaturas de referencia, como la ebullición o la fusión.

El intervalo entre dos temperaturas de referencia se divide en partes iguales y cada una será un grado de la        escala. Existen 3 escalas:

-Escala Celsius :  es la escala más utilizada internacionalmente.

                                                                                                 Valor 0 = Temperatura de fusión.

                                                                                                 Valor 100 = Temperatura de ebullición.

El intervalo entre los dos se divide en 100 partes llamados grados.

-Escala Fahrenheit : es la utilizada en EE.UU.. sobretodo.

                                                                                             Valor 32 = Temperatura de fusión.

                                                                                             Valor 212 = Temperatura de ebullición.

El intervalo se divide en 180 partes iguales que serán los grados.

*LA RELACIÓN ENTRE LOS GRADOS CELSIUS Y LOS FAHRENHEIT

                                 ºC  =  ºF - 32

                                 __      _______          

                                100        180

-Escala Kelvin : unidad de temperatura en el Sistema Internacional.

                                                                                     Valor 0 = cuando la energía de las partículas es nula.

                                                                                     Valor 273 = 0ºC

                                     K = ºC + 273

1.2. Los Termómetros.

* EL valor numérico de la temperatura se obtiene mediante unos instrumentos llamados termómetros.

   - Los hay de dilatación: líquidos como el mercurio, se expanden con el aumento de temperatura.

   - También digitales: que utilizan sensores de calor.

* Es importante tener en cuenta que entre dos cuerpos la energía térmica fluye del más caliente al más frío. Si queremos medir nuestra temperatura con precisión utilizamos un termómetro pequeño para no alterar nuestra temperatura.

ACTUALMENTE SE SUSTITUYEN LOS TERMÓMETROS DE MERCURIO POR LOS DIGITALES PORQUE SON CONTAMINANTES Y TÓXICOS.

2. El calor.

* Energía térmica que se transfiere de un cuerpo caliente a otro más frio.

* Es una forma de energía y su unidad en el Sistema Internacional es el julio (J).

   A pesar de ello, existe una unidad muy utilizada (sobre todo en dietética) llamada caloría (cal). Una caloría es la cantidad de calor necesaria para elevar un grado centígrado a la temperatura de un gramo de agua pura.

                        1 julio        =     0'24 calorías

                        1 caloría   =     4'18 julios

2.1. Transmisión de calor.

Es la energía térmica que se desplaza entre distintos puntos.

Se transmite por:

· Conducción: 

Ocurre en los sólidos

La parte del objeto que recibe calor aumenta la energía cinética de sus partículas y estas transpasan parte del movimiento a sus partículas vecinas.

El más utilizado para cocer alimentos es con una llama.

· Convección: 

Se da en los fluidos. (Líquidos o gases)

El aumento de temperatura produce una disminución de la densidad de los fluidos, de forma que tienen que ascender.

Esto explica fenómenos como el viento o la lluvia.

· Radiación:  

La única forma de transmisión de energía que no necesita materia para realizarse. Todos los cuerpos emiten calor por radiación: cuanto más tamaño mayor radiación.

Aislantes y Conductores.

Según la capacidad que tienen las sustancias para conducir con mayor o menor rapidez el calor distinguimos:


*Aislantes térmicos: Son materiales que conducen con dificultad el calor. Sus partículas ocupan posiciones muy fijas y se hace muy difícil la transmision de energía entre partículas vecinas. Algodón, madera, plásticos...
Existen materiales que evitan las pérdidas de calor en invierno o su entrada durante verano.

 - Se suelen utilizar en la construcción...

*Conductores térmicos: Son aquellos que transmiten con facilidad el calor. Todos poseen partículas capaces de desplazarse a lo largo del cuerpo, transfiriendo la energía. El cobre o el aluminio son ejemplos de materiales conducteres de transmisión rapida de la energía.

2.2.-Efectos del calor sobre los cuerpos.

Un cuerpo al recibir calor puede reaccionar de diversas formas: con un cambio de estado o con una dilatacion.


CAMBIO DE TEMPERATURA


Uno de los efectos del cambio de la temperatura es el incremento. Este incremento de temperatura de una sustancia, siempre y cuando se mantenga en el mismo estado durante el proceso, depende principalmente de dos factores:

* La masa de la sustancia: A mayor masa mas calor se requiere para elevar su temperatura. En este sentido es necesaria mucha mas energia para calenar una piscina que un vaso de agua. Ello se debe a que el numero de particulas a las que hay que aumentar la energia cinetica es mayor.

* El tipo de sustancia: Cada material tiene una propiedad llamada calor especifico (Ce) que nos informa de la cantidad de energia que se necesita para elevar un grado centrigrado de 1Kg de dicha sustancia. A mayor calor especifico mas energia se necesita.
El agua liquida tiene un calor especifico muy alto y este aspecto es muy importante en la regulacion de la temperatura de nuestro organismo y del medio ambiente.

CAMBIOS DE ESTADO

* Efectos de el calor sobre un cuerpo en función de la temperatura y presión de la situación. Pueden se sólido, líquido o gaseoso.

* Paso de sólido a líquido y viceversa: Esto recibe el nombre de fusión y su proceso inverso solidificación.

-Se producen a una temperatura constante y no varia hasta haber cambiado de estado totalmente. Calor latente.

-La fusión necesita aporte de calor, la solidificación requiere la misma cantidad de el calor de la fusión pero lo desprende no lo necesita.

-A una determinada presión cada solido tiene su temperatura de fusión o solidificación.




* Paso de liquido a gas y viceversa: Este se denomina vaporización o ebullición, y su inversa condensación o licuación. Pero la ebullición es una forma rápida de vaporización con burbujas, la vaporización puede ser espontánea.

-Se produce a una temperatura constante llamada temperatura o punto de ebullición.

-Para una determinada presión cada liquido tiene una temperatura de ebullición distinta. Cuanta mas presión mayor será la temperatura.

-En el paso de vaporización o ebullición necesita calor y el paso de condensación lo desprende




* Paso de solido a gas y viceversa: Algunas sustancias naturales pasan directamente de solido a gas y viceversa, como el dióxido de carbono solido. Este proceso se denomina sublimación y lo contrario sublimación inversa o condensación a solido.

INTERPRETACIÓN DE LOS GRÁFICOS DE CAMBIOS DE ESTADO.

Mientras se produce un cambio la temperatura es constante y la llamamos calor latente de fusión o de ebullición.




Dilatacion




El aporte de calor puede provocar cambios de temperatura y estado pero también puede causar dilataciones en todos los cuerpos.
La dilatación es el aumento del volumen de un material asociado al incremento de su temperatura. La mayor agitación de las partículas produce un mayor distanciamiento en la materia.
No todas las sustancias dilatan de igual forma cada una tiene un coeficiente de dilatación y este nos indica su capacidad de dilatación.

3.- Aplicaciones en la energía térmica.

Entre las aplicaciones tecnológicas de la energía térmica mas utilizadas encontramos los motores o motores de combustión, que desarrollaron en la revolución industrial,
Un motor térmico es una maquina que aprovecha la energia térmica liberada de un combustible y la transforma en energía capaz de realizar un trabajo.



MOTOR DE COMBUSTION EXTERNA:


En este tipo de motor la fuente de calor tiene lugar en una caldera fuera del motor. Es el caso de la maquina de vapor. Industria y transporte del siglo XIX. Tiene un rendimiento solo de un 10%

MOTOR DE COMBUSTION INTERNA:


Son motores en lo que el combustible fósil produce la energía térmica dentro de el motor. Son lo que se usan en la actualidad por ejemplo en los coches y tienen un rendimiento del 30%

Ninguna maquina es capaz de trasformar toda la energía en trabajo útil, ya que la propia maquina consume energía durante la transformación. El rendimiento nos indica que proporción de energia es transformada en trabajo y se calcula Trabajo que produce energía que recibe. Si una maquina pudiese transformar toda la energía en trabajo útil seria una maquina ideal con un rendimiento del 100%




Por otro lado los motores de combustión liberan gases contaminantes que afectan a la salud y al planeta estos son:
Dióxido de carbono (CO2) que produce el efecto invernadero y el calentamiento terrestre.
Oxidos de nitrógeno y azufre que si se mezclan con las nubes provocan lluvia acida.

.

Tema 2 La Energía

1.- ENERGÍA


Para entender que es la energía es necesario conocer que es un sistema material.


Un sistema material es una porción de materia que se aísla para su estudio. Pupitre, televisión, átomo...
Cualquier transformación de un sistema material se produce con una forma de energía. La energia no se puede ver, ni tocar, ni ocupa espacio pero si que se puede medir.



La capacidad de los sistemas materiales para producir transformaciones en ellos mismos u otros sistemas materiales. Algunas de estas transformaciones se pueden manifestar en forme de trabajo, variación de la temperatura o variación del movimiento.


1.1.-FORMAS DE ENERGIA.



-ENERGÍA MECÁNICA: Es la que tiene un cuerpo debida a su posición o a su movimiento. La energía mecánica puede ser de tres tipos: cinética, potencial gravitatoria o potencial elástica.

  * Energía Cinética: es la asociada al movimiento de los cuerpos. Un objeto tiene energía cinética cuando está en movimiento.

  * Energía potencial gravitatoria: es la que tiene un cuerpo situado a una determinada altura sobre el suelo. Un objeto tiene energía potencial gravitatoria porque se encuentra acierta altura.

  * Energía potencial elástica: es la que tienen los cuerpos elásticos. Un objeto tensado tiene energía potencial elástica.

-ENERGÍA ELÉCTRICA: es la energía asociada a la corriente eléctrica. La corriente eléctrica se manifiesta cuando los electrones circulan por el interior de un material conductor.

-ENERGÍA RADIANTE O ELECTROMAGNÉTICA: es la energía que se transmite a través de radiaciones electromagnéticas como la luz del Sol, o los rayos X.

-ENERGÍA QUÍMICA: es la energía que se intercambia en las reacciones químicas. En una reacción química las sustancias iniciales se transforman en otras de composición diferente. Como una pila.

-ENERGÍA TÉRMICA: es la que se debe al movimiento de las partículas de una materia.
Un cuerpo que esta a una elevada temperatura tiene mas energia
térmica que uno que esta a baja temperatura.

-ENERGÍA NUCLEAR: es la energía almacenada en al núcleo de los átomos y se libera en las reacciones nucleares. 

* Fisión: fragmentación de un núcleo de un átomo pesado. (Uranio)

*Fusión: unión de núcleos de átomos ligeros. (Hidrógeno)

1.2. LAS PROPIEDADES DE LA ENERGÍA.


Para aprovechar las diferentes formas de energía hay que saber Sus propiedades.
Las principales propiedades de la energía se relacionan con su capacidad de transferirse, transformarse y conservarse.

LAS PROPIEDADES DE LA ENERGÍA

La energía es capaz de pasar de un sistema material a otro. Ese traspaso se denomina transferencia de energía y da lugar a cambios en los sistemas materiales implicados.

LA TRANSFORMACION DE LA ENERGIA.

La energia puede mostrarse de varias formas y puede cambiar de una a otra. 

A este proceso se le denomina transformación de la energia.

CONSERVACION DE LA ENERGIA.


La energia total permanece constantemente en todas las transformaciones. El principio de conservación de la energia: La energia ni se crea ni se destruye, solo se transfiere o transforma.


Principio de conservación de la energia mecánica: La energia mecánica es igual a la suma de la energia potencial (gravitatoria o elástica) y la energia cinética.
Em=Ep+Ec=___Julios


En toda transformación de energia siempre hay una parte de ella que se pierde en forma de calor. Esto hace que en cada transformación la energia se degrade y pierda calidad.

1.3.-LA ENERGIA Y EL TRABAJO.


El trabajo es una manifestación de la energia. Cuando una fuerza produce un movimiento en un cuerpo se dice que se ha realizado un trabajo. El trabajo se representa con la W.


*El trabajo es el producto entre la fuerza aplicada sobre un sistema material y el espacio que este sistema material recorre.
W = F·s
F = Newtons 

s = metros


La unidad de trabajo en el sistema internacional es el Julio (J)
1J=1N·1m
Cada vez que se realiza un trabajo se gasta energia, por eso usamos máquinas.


*Maquina: instrumento que disminuye el esfuerzo que necesitamos para efectuar un trabajo. Las maquinas necesitan energia para funcionar y producen y la transformación de una forma de energia en otra.


En todas las maquinas hay tres elementos:

*Fuerza resistente: Es la que se vence con la maquina.
*Punto de apoyo: Es el punto sobre el que se apoyan la fuerza motriz y la resistencia.
*Fuerza motriz: Es la fuerza que se aplica a la maquina para que funcione.

2.-LAS FUENTES DE ENERGIA


Las fuentes energia son recursos naturales que utiliza el ser humano para conseguir energia que pueda ser aprovechable. La cantidad de energia disponible de estas fuentes se llama recurso energético.


A lo largo de la historia hemos ido necesitando mas energia y diferentes fuentes de esta. Con la revolución industrial las fuentes de energia se convirtieron en elementos fundamentales para la sociedad.


Desde el siglo XIX se empezó a generalizar la producción de energia a partir de combustibles fósiles. Primero fue el carbon y mas tarde el petróleo y el gas. Años mas tarde se empezó a usar energia nuclear y después se han ido investigando nuevas fuentes de energia.


Actualmente los problemas con las fuentes de energia hacen que se planteen nuevos cambios en la gestión de los recursos energéticos. Sin embargo el desarrollo económico de algunos países esta unido a un creciente consumo de energia.


Las principales fuentes de energia que hoy en día usamos son: el carbon, el petróleo, el gas natural, el uranio, el sol, el viento y el agua. El uso de otras fuentes como la biomasa o la energia geotérmica es poco habitual.


Las fuentes de energia pueden agruparse en renovables y no renovables.

2.1.-FUENTES DE ENERGIA NO RENOVABLES.

Las fuentes de energia no renovables don aquellas que existe una cantidad limitada y que al ser utilizadas se consumen y se agotan. La velocidad con la que se consumen es mayor que la que las regenera.
Las fuentes de energia no renovables mas usadas hoy en día son: el carbon, el petróleo, el gas natural y el uranio.


El carbon es una roca sedimentaria formada a partir de restos vegetales que poblaron la tierra hace muchos años. Estos vegetales por diversas condiciones se quedaron enterrados y fueron sometidos a altas temperaturas y presiones, que a lo largo de los años se ha convertido en carbon.
Hay cuatro tipos de carbón:

La energia de el carbon se utiliza principalmente para la producción eléctrica, para la calefacción y en la industria siderúrgica. La combustión del carbon aumenta los niveles de gases contaminantes en la atmósfera, y si se junta a otros podría dar lugar a la lluvia acida.

CARBÓN

Hay varios tipos de carbón:

LIGNITO

Carbón mineral que se forma por compresión de la turba.

Carbono varía entre el 60% y el 75%

TURBA

Material orgánico, de color pardo oscuro. Carbono: 59% (la que menos tiene)

HULLA

Tipo de carbón mineral que contiene entre un 45% y un 85% de carbono.

ANTRACITA

Carbón mineral de más alto rango y el que presenta mayor contenido en carbono, hasta un 95%.

PETROLEO


El petróleo procede de la descomposición de grandes acumulaciones de algas y animales marinos que se quedaron enterrados y con el paso del tiempo han sido sometidos a elevadas presiones y temperaturas.
El petróleo se extrae de los yacimientos y debe ser sometido a muchos procesos para poder utilizarlo.

 Estos procesos se les llama refinamiento, de este proceso se saca la gasolina, el gasoleo, el alquitrán y el fuel. La energia de la combustión del petróleo se utiliza en los medios de transporte y en calefacción. La evolución del petróleo y sus reservas son muy importantes para la economía mundial.

GAS NATURAL

Es una mezcla de gases como el metano, el butano o el propano que se encuentran en el subsuelo en muchos casos donde el petróleo.
El gas natural es el combustible fósil menos contaminante y de mayor rendimiento. Su principal uso es domestico y en algunos medios de transporte, también en la industria.

URANIO

El uranio es un elemento del que se obtienen grandes cantidades de energia mediante la fisión de su núcleo. La energia nuclear del uranio se utiliza principalmente para la producción de electricidad

Se necesita muy poco uranio para hacer mucha electricidad y ademas hay mucho uranio, sin embargo el uso de esta energia deja residuos radiactivos difíciles de almacenar.

2.2- FUENTES DE ENERGIA RENOVABLES.

Las fuentes de energia renovables son las que una vez utilizadas se renuevan de forma continua. No dependen de la extracción de ninguna sustancia y se consideran inagotables. Las fuentes de energia renovables mas usadas son: el agua, el sol, el viento, la biomasa y el calor interno de la tierra.

EL AGUA

La energia hidráulica es el aprovechamiento de la energia cinética y potencial de la corriente de los ríos y saltos de agua.

*La energia hidráulica se usa principalmente para transformarla en energia eléctrica. En las centrales hidroeléctrica la energia potencial gravitatoria del agua embalsada se transforma en cinética cuando desciende y después en energia eléctrica.

*La energia hidráulica es una fuente de energia limpia y que no deja residuos. Pero la construcción de embalses tiene ventaja e inconvenientes; por un lado los embalses regulan el caudal de los ríos y son mecanismos de agua potable. Por otro lado causan un impacto importante porque para hacerlos hay que inundar zonas.

La energia que aprovecha las mareas y el movimiento de los océanos se llama maremotriz. Se utiliza para la producción eléctrica pero su aprovechamiento no esta muy explotado.

El agua de los océanos es una fuente limpia que no genera residuos, pero solo se puede explotar en algunas costas que reúnen las condiciones apropiadas para aprovecharla. Las instalaciones para aprovechar la energia maremotriz son muy costosas.

EL SOL

La energia solar es la energia térmica y radiante que llega directamente desde el sol a la tierra. Se puede aprovechar de dos maneras:

*Conversión fotovoltaica: Se transforma la energia radiante del sol en energia eléctrica mediante células fotovoltaicas.

*Conversión térmica: Se transforma la energia térmica del sol en energia térmica que se almacena en un fluido dentro de un colector. Se utiliza para obtener agua caliente de uso domestico y para calefacción.


La energia solar no contamina y no hace falta hacer costosas infraestructuras para su transporte, sin embargo depende de el clima y de las horas de insolación.

EL VIENTO

La energia eólica es la energia cinética del viento. Para su aprovechamiento se usan aerogeneradores capaces de transformarla en energia eléctrica
El viento no es una energia contaminante pero depende de la regularidad con la que sople el viento y ademas los aerogeneradores son caros y causan un gran impacto visual.

LA BIOMASA

La energia de la biomasa es la energia química que se aprovecha de los compuestos orgánicos. El origen de la biomasa puede ser de residuos animales, vegetales, industrias agrícolas o la fracción orgánica de los residuos domésticos.
La biomasa puede usarse directamente para la combustión en el caso de la madera o someterla a procesos para convertirla en biogas o biodiesel. Estos biocombustibles serán utilizados para el uso domestico y medios de transporte.
La biomasa solo genera residuos biodegradables. Sin embargo su rendimiento es menor que el de los combustibles fósiles y contribuye a aumentar el efecto invernadero.

EL CALOR INTERNO DE LA TIERRA.

La energia geotérmica es la que produce el calor interno de la tierra. Para aprovecharla es necesario que se den temperaturas muy altas a poca profundidad, solo así es posible aprovechar el agua caliente o el vapor de agua de forma natural. Este tipo de energia se usa para calefacción o usos agrícolas.
La energia geotérmica es renovable y apenas produce residuos pero su aprovechamiento esta limitado a determinadas zonas. En algunas zonas el agua extraída puede estar contaminada.

3.- UTILIZACION DE LA ENERGIA.

Los recursos energéticos no se usan de la misma maneraen todos los lugares del planeta. Mucha de la población usa solamente madera y carbon como fuente de energia, pero en los países mas desarrollados usan la energia eléctrica.

Los principales usos de la energia en nuestra sociedad son la medicina, el transporte, el industrial y el domestico.

Un buen uso de la energia puede ayudar a las generaciones futuras y al planeta.

3.1.- LAS CENTRALES ELECTRICAS.

Una central eléctrica es una instalación en la que se transforma en electricidad la energia procedente de una fuente de energia.

Existen diferentes tipos de centrales eléctricas según la fuente de enerfia utilizada para mocer las turbinas. La mas comunes son: hidroeléctricas, térmicas, nucleares, solares y eólicas.

Generalmente funcionan así: Una "sustancia" (agua, vapor..) mueve una turbina con su energia cinética y en la turbina hay un imán que se mueve dentro de una bobina generando electricidad que se almacena en los cables de alta tensión.

3.2.-USO SOSTENIBLE DE LA ENERGIA.

Actualmente el consumo de la energia se basa en la utilización de los combustibles y generación de energia eléctrica. Eso conlleva dos problemas:

*Agotamiento de los combustibles.
*La contaminación y la emisión de gases causantes del efecto invernadero.

Las soluciones a estos problemas pasan por ahorrar y aprovechar mejor la energia y utilizar fuentes renovables.

AHORRO DE ENERGIA EN EL TRANSPORTE.

En nuestro país casi la mitad del consumo de el petróleo es para el transporte, esto provoca unas grandes emisiones de CO2 y un aumento de la contaminación en la atmósfera.

Algunos mecanismos de ahorro: motores que consuman menos, diseño de coches aerodinámicos, medios de transporte que funcionen con energías alternativas y usar medios de transporte públicos.

AHORRO DE ENERGIA EN EL HOGAR

Medidas de ahorro domestico:

*Aprovechar al máximo la luz del día, usar bombillas de bajo consumo y apagar las luces cuando no se usen.

*Usar electrodomésticos eficientes. (A)

*Aislar al máximo los edificios para evitar perdidas de energia; no abrir la ventana si tenemos puesto el aire acondicionado o la calefacción y poner un termostato que regule la climatización.

*Limitar el consumo del agua; ducharse, cerrar el grifo cuando no hace falta y poner los electrodomésticos de agua solo cuando estén llenos.

RECICLAJE DE RESIDUOS.

Reciclar los productos elaborados que consumimos ahorra energia porque reducimos el consumo de la energia que los fabrica.

Con el reciclaje también se ahorra el consumo de materias primas, algunas de ellas no renovables como el petróleo y se evita un aumento de la contaminación medioambiental.

Un 90% de los residuos que generamos se consideran reciclables. Para ello es imprescindible colaborar en la recogida selectiva:

                 FRACCION        TIPO DE CONTENEDOR       RESIDUOS QUE INCLUYE

                 

                 Vidrio                              Verde                            Botellas, frascos y botes 

                                                                                                 sin tapón

                Envases                           Amarillo                        Plásticos, latas y tetra 

                                                                                                  bricks

                 Papel                                Azul                               Papel, periódicos revistas

                                                                                                  y cartones

                 Fracción                         Marrón, verde              Restos de comida y de 

                 orgánica                          o naranja                       jardinería

                 Resto                               Puede adoptar               Residuos no incluidos

                                                          diferentes colores         en los apartados 

                                                                                                    anteriores

• 1 atm = 760.00 mmHg = 760 Torr
• 1 atm = 101325 Pa
• 1 atm = 1,01325 bar
• 1 atm (presión relativa) o 2 atm (presión absoluta) = 10,332274527999 m c.a. (metros de columna de agua )
• 1 atm = 14,69594877551 PSI

• 1 Pa = 0^-5 bares
• 1 Pa = 10 barias
• 1 Pa = 9,86923 · 10^–6 atmósferas.

• 1 bar = 100 000 pascales = 10⁵ pascales
• 1 bar = 750,062 Torr (mmHg)
• 1bar = 0.986842 atm

El Pricipio de Arquímedes.

El principio de Arquímedes es un principio físico que afirma que: «Un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido en reposo, recibe un empuje de abajo hacia arriba igual al peso del volumen del fluido que desaloja». Esta fuerza recibe el nombre de empuje hidrostático o de Arquímedes, y se mide en newtons (en el SI). El principio de Arquímedes se formula así:

Donde E es el empuje, ρ_f es la densidad del fluido, V el «volumen de fluido desplazado» por algún cuerpo sumergido parcial o totalmente en el mismo, g la aceleración de la gravedad y m la masa, de este modo, el empuje depende de la densidad del fluido, del volumen del cuerpo y de la gravedad existente en ese lugar. El empuje (en condiciones normales y descrito de modo simplificado ) actúa verticalmente hacia arriba y está aplicado en el centro de gravedad del fluido desalojado por el cuerpo; este punto recibe el nombre de centro de carena.

La anécdota más conocida sobre Arquímedes, matemático griego, cuenta cómo inventó un método para determinar el volumen de un objeto con una forma irregular. De acuerdo a Vitruvio, arquitecto de la antigua Roma, una nueva corona con forma de corona triunfal había sido fabricada para Hierón II, tirano gobernador de Siracusa, el cual le pidió a Arquímedes determinar si la corona estaba hecha de oro sólido o si un orfebre deshonesto le había agregado cobre. Arquímedes tenía que resolver el problema sin dañar la corona, así que no podía fundirla y convertirla en un cuerpo regular para calcular su densidad.

Mientras tomaba un baño, notó que el nivel de agua subía en la tina cuando entraba, y así se dio cuenta de que ese efecto podría usarse para determinar el volumen de la corona. Debido a que la compresión del agua sería despreciable, la corona, al ser sumergida, desplazaría una cantidad de agua igual a su propio volumen. Al dividir la masa de la corona por el volumen de agua desplazada, se podría obtener la densidad de la corona. La densidad de la corona sería menor si otros metales más baratos y menos densos le hubieran sido añadidos. Entonces, Arquímedes salió corriendo desnudo por las calles, tan emocionado estaba por su descubrimiento para recordar vestirse, gritando "¡Eureka!" (en grego antiguo: "εὕρηκα" que significa "¡Lo he encontrado!)"

La historia de la corona dorada no aparece en los trabajos conocidos de Arquímedes, pero en su tratado Sobre los cuerpos flotantes él da el principio de hidrostática conocido como el principio de Arquímedes. Este plantea que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al peso del volumen de fluido desalojado es decir dos cuerpos que se sumergen en una superficie (ej:agua), y el más denso o el que tenga compuestos más pesados se sumerge más rápido, es decir, tarda menos tiempo, aunque es igual la distancia por la cantidad de volumen que tenga cada cuerpo sumergido.