1

UNIWERSYTET ŚLĄSKI W KETOWICECH

I PRACOWNIA FIZYCZNA

Ć W I C Z E N I E NR 3

WYZNACZANIE GĘSTOŚCI ZA POMOCĄ

PlKNOMETRU

ZAGADNIENIA DO KOLOKWIUM WSTĘPNEGO

-

znajomość pojęć: gęstość ciała, ciężar właściwy;

- temperaturowa zależność gęstości,
- budowa wagi laboratoryjnej i analitycznej (z tłumieniem),
- cechy wagi czułość, rzetelność; zasady pomiaru masy za pomocą wagi,
- prawo Archimedesa, poprawki na siłę wyporu powietrza,
- piknometr – budowa i zasady pomiaru,
- umiejętność wyprowadzenia wzorów (używanych w ćwiczeniu) na obliczenie gęstości

cieczy i ciał stałych.

APARATURA

-

waga analityczna,

komplet odważników, suszarka,

-

piknometr, naczynia z wodą destylowaną i badanymi cieczami,

-

badane ciała stałe,

-

termometr.

2

WZORY, SCHEMATY

Obliczanie gęstości ciała stałego:

Wiedząc że objętość ciała stałego zanurzanego do piknometru wypełnionego wodą jest równa
objętości wylanej cieczy, otrzymujemy:

1

2

1

ρ

ρ

m

m

m

m

st

−

+

=

(3.1)

stąd

1

2

1

ρ

ρ

⋅

−

+

=

m

m

m

m

st

(3.1a)

gdzie:

m

- masa badanego ciała

m

1

- masa piknometru wypełnionego wodą destylowaną

m

2

- masa piknometru wypełnionego badanym ciałem i
wodą destylowaną

Obliczanie gęstości badanej cieczy:

Ponieważ objętość wody i badanej cieczy kolejno wypełniającej piknometr jest taka sama to:

c

m

m

m

m

ρ

ρ

0

3

1

0

1

−

=

−

(3.2)

1

0

1

0

3

ρ

ρ

⋅

−

−

=

m

m

m

m

c

(3.2a)

gdzie:

m

0

- masa piknometru pustego

m

1

- masa piknometru wypełnionego wodą destylowaną

m

3

- masa piknometru wypełnionego badaną cieczą

ρ

1

- gęstość wody destylowanej w temperaturze otoczenia

3

WYKONANIE ĆWICZENIA

1. Zapoznać się z instrukcją obsługi wagi analitycznej WA-21

2. Sprawdzić czy piknometr jest suchy, ewentualnie wysuszyć go. Wyznaczyć masę suchego

piknometru - m

0

.

3. Napełnić piknometr wodą destylowaną i zakorkować go. Osuszyć dokładnie zewnętrzne

ścianki. Wyznaczyć masę piknometru z wodą destylowaną – masa m

1

.

4. Zważyć osuszone kawałki mierzonego ciała stałego - masa m.

5. Wsypać kawałki ciała stałego do piknometru i zakorkować go. Po wypłynięciu nadmiaru

cieczy dokładnie osuszyć zewnętrzne ścianki piknometru i zmierzyć jego masę wraz z
zawartością - masa m

2

. Usunąć kawałki ciała stałego z piknometru.

6. Powtórzyć czynności z pkt.(3 i 4 ) dla następnych ciał stałych wskazanych przez

prowadzącego.

7. Opróżnić piknometr. Starannie wysuszyć wnętrze. Napełnić piknometr badaną cieczą i

zważyć - masa m

3

.

8. Badaną ciecz wylać do naczynia, Piknometr starannie wymyć i wysuszyć,

9. Dokonać czynności z pkt. (6 i 7) dla następnych cieczy wskazanych przez asystenta.

10. Odczytać temperaturę otoczenia.

OPRACOWANIE WYNIKÓW

1. Odczytać z tablic gęstość ρ

1

wody destylowanej w temperaturze otoczenia. Ocenić

wielkość poprawek do wyznaczonych mas wynikających z uwzględnienia sił wyporu
powietrza (redukcja ważenia do próżni).

2. Obliczyć gęstość ciała stałego korzystając ze wzoru (3.1a).Obliczyć niepewność

pomiarową ∆ρ

st

(pojedynczego pomiaru). Porównać otrzymany wynik ρ

st

± ∆ρ

st

z

wartością tablicową.

3. Powtórzyć czynności z pkt. (2) dla następnych ciał stałych.

4. Obliczyć gęstość badanej cieczy ρ

c

wg wzoru ( 3 .2a). Obliczyć niepewność pomiarową

/∆ρ

2

/. Porównać otrzymany wynik ρ

c

± ∆ρ

c

z wartością tablicową.

5. Powtórzyć czynności z pkt. (4) dla następnych cieczy.

LITERATURA

1. H. Szydłowski "PRACOWNIA FIZYCZNA", PWN Warszawa

2. Dryński "ĆWICZENIA LABORATORYJNE Z FIZYKI" PWN Warszawa

4

p

ik

n

o

m

et

r

te

rm

o

m

et

r

w

ag

a l

ab

o

ra

to

ry

jn

a

b

ad

an

a c

ie

cz

su

sz

ar

k

a

b

ad

an

e c

ia

ła

st

ał

e

k

o

m

p

le

t o

d

w

aż

n

ik

ó

w