Cel ćwiczenia

1. Zapoznanie się metodą podstawową pomiaru

2. Poznanie metody wyznaczania gęstości cieczy w sposób pośredni

3. Poznanie gęstości nasypowej pyłu w sposób pośredni

Opis przebiegu eksperymentu

Pierwszym etapem był pomiar gęstości denaturatu. Najpierw ustalono stałą objętość cieczy, którą później nalewano do naczynia oraz zważono wagę naczynia. Masę naczynia zapisano w pamięci wagi, dzięki czemu otrzymano później pomiar masy cieczy bez konieczności odejmowania za każdym razem masy naczynia.

Drugim etapem był pomiar gęstości nasypowej pyłu. Dokonano go w podobny sposób jak pomiar gęstości cieczy. Ważnym było pilnowanie, aby wysokość nasypanego pyłu była równa wysokości naczynia. Eksperymentu dokonano na schemacie przedstawionym poniżej:

Rys. 1. Schemat układu do wyznaczania gęstości nasypowej pyłu:

1 – waga elektroniczna, 2 – podstawa, 3 – metalowy liniał wyrównujący, 4 – naczynie

miarowe, 5 – lejek zasypowy z zaworem odcinającym, 6 – przyrząd do nasypywania

pyłu, 7 – pojemnik z pyłem, 8 – kuweta

Gęstość substancji wyznacza się ze wzoru:

Gdzie ρ-gęstość; m-średnia masa z n-liczby pomiarów, V – objętość substancji

Niepewność pomiaru gęstości jest spierwiastkowaną sumą kwadratów niepewności standardowych typu A i B:

Gdzie niepewności pomiaru masy i objętości są odpowiednio niepewnościami typu A i B

Niepewność standardowa jest iloczynem niepewności pomiaru oraz współczynnika rozkładu normalnego: .

Pomiaru dokonano przy następujących warunkach:

Temperatura otoczenia: t₀=17,7^oC
Ciśnienie otoczenia: P_b= 1013hPa
wilgotność: 41

Wyniki pomiarów

Pomiar gęstości cieczy

Tabela 3.a Pomiar gęstości cieczy

Lp.	m0	V	Δgv	m	mśr	ρ
	g	ml	ml	g	g	g/ml
1	36,93	60	1	49,39	49,10	0,82
2				48,64
3			u(V)	49,38	u(m)	U(ρ)
4			0,6	48,43	0,20	0,02
5				49,67

m₀-masa menzurki

m-masa cieczy

Pomiar gęstości nasypowej pyłu

Tabela 3.b Pomiar gęstości nasypowej pyłu

Lp.	m0	V	Δgv	m	mśr	ρ
	g	ml	ml	g	g	g/ml
1	211,41	20,6	1	30,67	30,44	1,48
2				30,38
3			u(V)	30,49	u(m)	U(ρ)
4			0,5	30,38	0,07	0,02
5				30,28

Przykładowe Obliczenia

Obliczenie gęstości cieczy

Wyznaczenie niepewności standardowej pomiaru gęstości cieczy :

Wyznaczenie niepewności typu A pomiaru masy(przy wyznaczaniu gęstości cieczy):

Wnioski

Po wykonaniu wszystkich obliczeń, gęstość badanej cieczy wynosi 0,82±0,2 . Cieczą badaną był denaturat o gęstości tablicowej 0,8 . Tablicowa wartość gęstości, po uwzględnieniu błędu pomiaru, zgadza się z wyznaczoną przez nas gęstością.

W drugiej części doświadczenia naszym zadaniem było wyznaczenie gęstości nasypowej piasku. W naszym przypadku wychodzi ona 1,48±0,02 . Tablicowa wartość gęstości, dostępna na portalu Wikipedia, waha się od 1,55 do 1,80 . Nie uwzględnia ona jednak ilości powietrza znajdującego się pomiędzy ziarnami piasku, oraz ich wielkości.