Uczelnia Zawodowa Zagłębia Miedziowego LUBIN	FIZYKA LABORATORIUM	Ćwiczenie nr 2
Prowadzący ćwiczenie prof. Ewa Popko	WYZNACZANIE GĘSTOŚCI CIECZY I CIAŁ STAŁYCH METODĄ PIKNOMETRU	Data wykonania ćwiczenia 16.03.2008
	Przyjęcie wykonania ćwiczenia przez prowadzącego ………………………………….. ……………………………………	Końcowa ocena ćwiczenia/sprawozdanie/ ……………………………… ……………………………

Osoby wykonujące ćwiczenie:

Wstęp

Wiedza potrzebna do przeprowadzenia doświadczenia

Wyznaczanie gęstości ciał za pomocą piknometru:

Jest to jedna z podstawowych metod wyznaczania gęstości ciał. Polega ona na ważeniu cieczy( lub cieczy z zanurzonym w niej ciałem), zajmującej w piknometrze znaną objętość. Piknometr to naczynie szklane z dokładnie doszlifowanym korkiem, w którym znajduje się kanalik umożliwiający dokładne ustalenie objętości.

Pomiar gęstości cieczy i ciał stałych przy pomocy piknometru

W celu wyznaczenia gęstości cieczy należy wyznaczyć masę cieczy oraz objętość, którą ta ciecz zajmuje. Najpierw dokonujemy zważenia pustego piknometru oznaczając jego masę, jako m_1. Następnie ważymy piknometr wypełniony badaną cieczą masę tą oznaczamy, jako m₂ i poprzez ich różnice obliczmy masę cieczy badanej:

m= m₂-m₁

Dla cieczy o znanej gęstości jak np. woda destylowana można zapisać wzór:

m_w=m₃-m₂= p_wV

Tak wiec z połączenia tych wzorów można wyliczyć gęstość cieczy badanej:

p'=m / V=m₂-m₁/m₃-m₁×p_wV

Tak wiec wyznaczanie gęstości cieczy sprowadza sie do pomiaru mas.

Wyznaczanie gęstości ciał stałych. Aby tego dokonać musimy określić masę ciała oraz jego objętość ciała. Można tego dokonać za pomocą wzoru:

P= m/m₃+m-m₅×p_w

Gdzie:

m₃- masa piknometru z wodą,

m- masa badanego ciała,

m₅- masa piknometru z wodą i badanym ciałem.

Gęstość

Gęstość ciał jest to ilość masy zawarta w jednostce objętości, albo stosunek masy ciała do jego objętości:

ZALEŻNOŚCI GĘSTOŚCI OD TEMPERATURY:

Gęstość różnych substancji zawiera się w bardzo szerokim zakresie wartości. Wpływ na gęstość ma również temperatura gdyż wpływa ona na objętość cieczy i ciał stałych. Rosną wartości przy wzroście temperatury zgodnie ze wzorem:

∆V=βV₀∆T

Gdzie:

β - współczynnik objętościowy rozszerzalności,

V₀ - objętość ciała w temperaturze T₀

∆T - T-T₀ przyrost temperatury ciała

Jeżeli rośnie objętość ciała wraz ze wzrostem temperatury to gęstość maleje.

Prawo Archimedesa:

Prawo Archimedesa mówi ze na każde zanurzone ciało w cieczy działa siła wyporu skierowana w górę równa ciężarowi cieczy wypartej. Siła ta wynika z różnicy ciśnień spowodowanej tym ze dolna powierzchnia ciała zanurzona jest głębiej niż górna ( wiec na dolną działa większe ciśnienie).

F_w=v_Yc= G_cieczy

Zasada działania aerometru

Areometr służy do wyznaczania gęstości cieczy i wykorzystywane jest tutaj prawo Archimedesa. Aerometr zanurzony w cieczy opadnie na głębokość do momentu wyrównania jego ciężaru przez ciężar wypartej cieczy.

mg=p' V g ~ p'hg

Cel ćwiczenia:

1. Wyznaczenie gęstości cieczy i ciała stałego korzystając z prawa Archimedesa.

Zestaw przyrządów:

1. Piknometr

2. Waga elektryczna

3. Kulki

4. Woda destylowana

5. Denaturat.

Przebieg pomiarów

1. Pomiar gęstości cieczy przy pomocy piknometru Gay- Lussaca

• Waga pustego piknometru- 25, 90g=> m₁

• Waga piknometru z denaturatem- 67, 92g=>m₂

m_c =m₂-m₁

m_c=67, 92- 25, 90= 42, 02g

• Waga piknometru z wodą destylowaną- 76, 01g=>m₃

m_w = m₃- m₁

m_w= 76, 01- 25, 90= 50, 11g

2. Pomiar gęstości ciała stałego

• masa kulek:

• 5× 0, 34= 1, 7

• 9× 0, 35= 3, 15

• 1× 0,36= 0, 36

• m= 5, 21g

• m₃= 76, 01g

• m₅= 80, 58g=> masa piknometru z wodą i 15 kulkami

p'= 838,55

=> gęstość ciała stałego

Tabele pomiarowe

1. Wyznaczanie gęstości cieczy

m1	∆m1	m2	∆m2	m3	∆m3	p'	∆p'	∆p'/p'
25,90	0,01	67,92	0,01	76,01	0,01	8,3855	0,000416	0,0000496

0,0000496× 8,3855=0,000416g/cm³

2. Wyznaczanie gęstości ciała stałego

m	∆m	m3	∆m3	m5	∆m5	p	∆p	∆p/p
5, 21	0,01	76, 01	0,01	80, 58	0,01	8,140	0,396	0,0487

Wnioski

Na podstawie przeprowadzonych doświadczeń, pomiarów i po dokonaniu obliczeń mogliśmy wyznaczyć gęstość cieczy i ciała stałego. Wyniki zostały przedstawione powyżej w sprawozdaniu.

str. 1