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

+

+

+

′

+

′

+

′

+

′

=

.

Tabele pomiarowe:

Areometr Nicholsona

3

kg/m

...

=

w

ρ

Badane ciało

b

m

a

b

c

b

V

1

m

2

m

3

m

b

ρ

'

b

ρ

tabl

b

ρ

[ ]

g

[ ]

cm

[ ]

cm

[ ]

cm

[ ]

3

cm

[ ]

g

[ ]

g

[ ]

g

⎥⎦

⎤

⎢⎣

⎡

3

m

kg

⎥⎦

⎤

⎢⎣

⎡

3

m

kg

⎥⎦

⎤

⎢⎣

⎡

3

m

kg

aga Westphala

W

3

kg/m

...

=

w

ρ

1

n

2

n

3

n

4

n

1

n′

2

n′

3

n′

4

n′

c

ρ

⎥⎦

⎤

⎢⎣

⎡

3

m

kg