Nr ćwiczenia: 7	Adrian Cholewa		Data wykonania: 9.04.2008r.
WB Gr. 2	Tytuł ćwiczenia: Wyznaczanie gęstości cieczy za pomocą wagi hydrostatycznej	Ocena:	Podpis:

1. Wstęp teoretyczny

Powszechnie stosowaną i stosunkowo prostą metodą wyznaczania gęstości cieczy jest wykorzystanie wagi hydrostatycznej. W tym ćwiczeniu będziemy posługiwać się wagą Westalpha która, ma jedno ramie krótsze od drugiego. Zasada działania wag hydrostatycznych opiera się na zrównoważeniu momentów sił działających na oba ramiona.

Schemat wagi Westalpha przedstawiono na rysunku:

Gdzie:

1. Śruba regulacyjna

2. Wskazówka

3. Noże

4. Skala

5. Nurek

Przeprowadzenie badania polega na tym, aby zanurzyć nurka naczyniu wypełnionym cieczą, i za pomocą odważników wieszanych na nożach, doprowadzić wagę do stanu równowagi, tj. zrównoważyć wypór hydrostatyczny.

Tabela pomiarów:

Rodzaj cieczy	Nr noża	Masa konika	mz[g]	mzc[g]
Woda	2	10
	8	10
	7	0,2
Woda z solą	4	10
	7	10
Denaturat	1	10,1
	4	1,1
	7	10
Gliceryna	4	10
	6	1
	8	10

Δ_dm=0,01g

Δ_em=0,001g

V_nurka = 10cm³

t_nurka =20ºC

u(m) = $\sqrt{\frac{\left(_{d}m \right)^{2} + \left(_{e}m \right)^{2}}{3}} = 0,0058\ \lbrack g\rbrack$

1. Wyliczam masę zastępcza m_z

$$m_{z} = \ \frac{\text{an}}{10}$$

Gdzie: a-masa zawieszonego konika

n – numer noża

1. $m_{z1} = \frac{2 \times 10}{10} = 2g$

m_z2 = 8g

m_z3 = 0, 14

1. m_z1 = 4g

m_z2 = 7g

1. m_z1 = 0, 1g

m_z2 = 0, 44g

m_z3 = 7g

1. m_z1 = 4g

m_z2 = 0, 6

m_z3 = 8g

1. Wyliczam masę zastępcza m_zc

$$m_{\text{zc}} = \sum_{i}^{}m_{\text{zi}}$$

a) m_zc = 2 + 8 + 0, 14 = 10, 14g

b) m_zc= 11g

c) m_zc =  7, 54g

d) m_zc = 12, 6g

1. Obliczam gęstość badanej cieczy δ_c

$$\delta_{c} = \frac{m_{\text{zc}}}{V}$$

a) $\delta_{w} = \frac{10,14}{10} = 1,014$ $\lbrack\frac{g}{\text{cm}^{3}}\rbrack$

b) $\delta_{\text{ws}} = 1,1\lbrack\frac{g}{\text{cm}^{3}}\rbrack$

c)$\ \delta_{d} = 0,754\lbrack\frac{g}{\text{cm}^{3}}\rbrack$

d) $\delta_{g} = 1,260\lbrack\frac{g}{\text{cm}^{3}}\rbrack$

1. Obliczam niepewność złożoną: u_c(δ)

$u_{c}\left( \delta \right) = \frac{\partial\delta}{\partial m_{\text{zc}}} \times$ u(m)

1. $u_{c}\left( \delta \right) = \ \frac{1}{V} \times u\left( m \right) = 0,001\ \lbrack\frac{g}{\text{cm}^{3}}\rbrack$

2. $u_{c}\left( \delta \right) = \ \frac{1}{V} \times u\left( m \right) = 0,001\ \lbrack\frac{g}{\text{cm}^{3}}\rbrack$

3. $u_{c}\left( \delta \right) = \ \frac{1}{V} \times u\left( m \right) = 0,001\ \lbrack\frac{g}{\text{cm}^{3}}\rbrack$

4. $u_{c}\left( \delta \right) = \ \frac{1}{V} \times u\left( m \right) = 0,001\ \lbrack\frac{g}{\text{cm}^{3}}\rbrack$

1. Wnioski.

W związku z przeprowadzonym doświadczeniem, które polegał na oznaczeniu gęstości cieczy uzyskałem następujące wartości:

1. Gęstość wody wyznaczona przy pomocy wagi hydrostatycznej to 1,014(1) g/cm³, a wartość tablicowa to 1,000 g/cm³.

2. Gęstość wody słonej wyznaczona przy pomocy wagi hydrostatycznej to 1,100(1) g/cm³, i niestety nie można tego sprawdzić z wartościami tablicowymi gdyż takowe nie istnieją, ponieważ gęstośc wody słonej jest zależna od ilości soli w niej zawarte.

3. Gęstość denaturatu wyznaczona przy pomocy wagi hydrostatycznej to 0,754(1) g/cm³, a wartość tablicowa to 0,800 g/cm³.

4. Gęstość gliceryny wyznaczona przy pomocy wagi hydrostatycznej to 1,260(1) g/cm³, a wartość tablicowa to 1,261 g/cm³.

Jak widać wartości wyznaczone podczas doświadczenia nie są w 100 procentach dokładne z wartościami tablicowymi, najbardziej od wartości tablicowej odbiega gęstość denaturatu, a ma to związek z z dużą trudnością zrównoważenia wagi, co ma bezpośredni związek z takimi cechami denaturatu jak:

1. Denaturat szybko paruje przez co nieustannie zwiększa się jego gęstość

2. Okoliczne wstrząsy wywołane ruchem ludzi wokół stołu

3. Ruchy powietrza uniemożliwiający zrównoważenie wagi