Wyznaczanie gęstości ciał za pomocą
areometru Nicholsona i wagi Westphala
Przyrządy:
1. Areometr Nicholsona.
2. Waga Westphala.
3. Zestaw brył: 1.Drewno akacjowe, 2.Bakelit, 3.Pleksi, 4.Ebonit, 5.Żeliwo, 6.Stal,
7.Mosiądz, 8.Ołów, 9.Cynk, 10–12.Aluminium.
4. Zlewka z wodą destylowaną.
5. Zlewka z cieczą o nieznanej gęstości.
6. Zestaw odważników.
7. Cztery koniki
.
Przebieg czynności:
I. Areometr Nicholsona
1. Wyznaczyć masę
b
m , szerokość
a
, długość
b
i wysokość
c
bryły wskazanej przez
prowadzącego zajęcia. Obliczyć jej objętość
abc
V
b
=
oraz gęstość bezpośrednio z
definicji tej wielkości:
b
b
b
V
m
=
ρ
.
2. Szalkę
B areometru Nicholsona obciążyć odważnikami o masie
1
m
tak, aby znacznik
K umieszczony na pręcie łączącym pływak z szalką zrównał się z powierzchnią
wody. Zwrócić uwagę, aby pływak i pręt łączący nie dotykały zlewki i podstawy
przyrządu oraz aby na zanurzonych w wodzie elementach nie zbierały się pęcherzyki
powietrza.
K
P
A
B
3. Zdjąć z szalki
B odważniki i umieścić na niej badaną bryłę. Obciążyć szalkę B
odważnikami o masie
2
m
tak, aby znacznik
K umieszczony na pręcie łączącym
pływak z szalką zrównał się z powierzchnią wody.
4. Zdjąć z szalki
B badaną bryłę i odważniki. Podwiesić badaną bryłę na haczyku A i
obciążyć szalkę B odważnikami o masie
3
m tak, aby znacznik K umieszczony na
pręcie łączącym pływak z szalką zrównał się z powierzchnią wody.
5. Na podstawie wzoru
w
b
m
m
m
m
ρ
ρ
2
3
2
1
'
−
−
=
obliczyć gęstość
c
ρ
badanej bryły (
w
ρ
jest gęstością wody destylowanej).
6. Porównać obie obliczone wartości gęstości z wartością odczytaną w tablicach.
7. Czynności wymienione w punktach 1-6 wykonać dla kilku różnych brył.
II. Waga hydrostatyczna Westphala
1. Umieścić wagę Westphala na mniejszym drewnianym klocku. Obracając śrubą
umieszczoną w podstawce wagi Westphala doprowadzić do jej wypoziomowania –
wskaźnik umieszczony na końcu lewego ramienia wagi wskazuje wówczas zero skali.
6
2 3 4 5
7 8 9
2. Zanurzyć pływak w zlewce z wodą destylowaną, uważając, by nie zebrały się na nim
pęcherzyki powietrza. Pod zlewką umieść większy drewniany klocek. Zrównoważyć
wagę Westphala, zawieszając na odpowiednich kołeczkach koniki o masach
g
10
1
=
,
g
10
2
m
=
m
, g
1
3
=
m
i
g
1
,
0
4
=
m
.
Odczytać numery
1
n
,
2
n
,
3
n i
kołeczków na których zawieszone są poszczególne koniki.
4
n
3. Zdjąć koniki z wagi. Usunąć zlewkę z wodą. Delikatnie wytrzeć pływak z wody.
4. Zanurzyć pływak w badanej cieczy. Ponownie zrównoważyć wagę Westphala,
zawieszając koniki na odpowiednich kołeczkach. Odczytać numery
1
n′
,
2
n′
,
3
n′ i
4
n′
kołeczków na których zawieszone są poszczególne koniki.
5. Zdjąć koniki z wagi. Usunąć zlewkę z badaną cieczą. Delikatnie wytrzeć pływak.
Umieścić pod pływakiem zlewkę z badaną cieczą.
6. Obliczyć gęstość badanej cieczy
w
c
n
m
n
m
n
m
n
m
n
m
n
m
n
m
n
m
ρ
ρ
4
4
3
3
2
2
1
1
4
4
3
3
2
2
1
1
+
+
+
′
+
′
+
′
+
′
=
.
