Piotr Jankowiak gr. C 12. 04. 2000 r.

WM sem. IV ( mgr )

Ćwiczenie nr 1.

Temat: Badanie gęstości ciała stałego za pomocą piknometru.

m₁ - masa suchego piknometru z korkiem

m₁ = 62,05 g

m₂ - masa piknometru z badanym ciałem sypkim i z korkiem

m₂₍₁₎ = 111,2 g

m₂₍₂₎ = 74,7 g

m₃ - masa piknometru z badanym ciałem sypkim i z korkiem po zapełnieniu wodą destylowaną

m₃₍₁₎ - 134,23 g

m₃₍₂₎ - 97,52 g

m₄ - masa piknometru z korkiem z wodą destylowaną

m₄₍₁₎ = 89,31 g

m₄₍₂₎ = 89,31g

temperatura t = 22°C

δ_w = 0,99777 * 10³ kg/m³

Cyfry w nawiasach oznaczają:

1 - masy dla ciała pierwszego

2 - masy dla ciała drugiego

δ₍₁₎ = 11,59 * 10 ³ kg/m³

δ₍₂₎ = 2,84 * 10 ³ kg/m³

Teoria.

Gęstość bezwzględna (masa właściwa ) ρ [kg/m³] - jest to stosunek masy ciała do jego objętości:

Gęstość substancji zależy od ciśnienie i temperatury, zazwyczaj jest podawana w tablicach pod ciśnieniem 1 atm. Fizycznej (1013 hPa) i w temperaturze 0, 18, 20, 25°C lub w temperaturze przemiany fazowej.

Gęstość względna jest to stosunek gęstości bezwzględnej danej substancji do gęstości bezwzględnej substancji przyjętej za wzorzec.

Piknometrem nazywamy kolbę szklaną, zamkniętą dokładnie doszlifowanym korkiem, w którym znajduje się kapilarny otwór. W nowszych piknometrach kapilara znajduje się z boku. W niektórych piknometrach zaznaczono kreską dokładny poziom, do którego ciecz powinna wypełniać kapilarę. Gdy kreski brak, ciecz musi wypełniać całą kapilarę. Piknometr służy do wyznaczania gęstości względnej.

Doświadczenie wykonujemy w następujących krokach:

1. Ważymy suchy piknometr z korkiem (m₁).

2. Ważymy piknometr z badanym sypkim ciałem i z korkiem (m₂).

3. Ważymy piknometr z badanym sypkim ciałem i z korkiem po zalaniu wodą destylowaną (m₃).

4. Ważymy piknometr z korkiem zalany wodą destylowaną (m₄).

Wyprowadzenie wzoru roboczego:

Przyjmując oznaczenia:

V - objętość ciała stałego,

V_p - objętość piknometru.

Masę rzeczywistą w poszczególnych przypadkach wyrazić możemy następująco:

1. Ciała badanego m^* - Vρ_p = m(1 - δ₀).

2. Piknometru z wodą m_w^* - V_pρ_p = m_w(1 - δ₀).

3. Pikonmetru z wodą i ciałem badanym m_c^* - V_pρ_p = m_c(1 - δ₀).

Rzeczywista masa m^* ciała stałego jest równa różnicy m_c^* - (m_w^* - Vρ_w), gdzie Vρ_w jest masą wody wypartej z piknometru przez ciało, czyli m^* = m_c^*-m_w^*+Vρ_w. Przekształcając m_c^* i m^*_w otrzymamy:

m^* - Vρ_w = (m_c - m_w)(1 - δ₀).

Ostatnie równanie wraz z wyrażeniem 1 stanowi układ równań liniowych, z których obliczyć m^* i V

m^* (ρ_w - ρ_p) = [mρ_w - (m_c - m_w)ρ_p](1 - δ₀),

V(ρ_w - ρ_p) = [m - (m_c - m_w)](1 - δ₀).

Dzieląc powyższe równania stronami otrzymamy:

gdzie:

Obliczenia.

Obliczenie błędów metodą różniczki zupełnej:

Dla ciała pierwszego:

Δm₁=Δm₂=Δm₃=Δm₄=0,02 g=0,00002 kg

Dla drugiego ciała:

---