POLITECHNIKA CZĘSTOCHOWSKA

KATEDRA FIZYKI

ĆW. NR 7

TEMAT:

Wyznaczanie gęstości cieczy i ciał stałych przy pomocy piknometru.

gr.

Wydz. Elektryczny Gęstością danego ciała nazywamy stosunek jego masy m do objętości V, wyrażamy ją wzorem:

d=m/v [kg/m³]

Gęstością względną nazywamy stosunek gęstości danego ciała d₁ do gęstości d₂ innego ciała przyjętego za wzorcowe, wyraża się wzorem:

d_W=d₁/d₂

Jak wynika z definicji gęstość względna jest liczba niemianowaną. Gdy objętości ciał są równe to gęstość względna równa jest stosunkowi mas:

d_W=m₁/m₂

Ciało względem którego dokonuje się pomiar nazywamy wzorcowe. Często jego funkcję spełnia woda destylowana, która w temp. 4^OC i pod ciśnieniem 760 mm Hg jest równa 1000 kg/m³, wtedy uzyskany wynik oznacza zarówno gęstość względna bez miana jak i bezwzględna.

Wyznaczanie gęstości cieczy

Do wyznaczenia gęstości cieczy potrzebna jest znajomość masy i objętości. Do pomiaru używamy wagi analitycznej i piknometru. Pomiary zaczynamy od określenia wagi piknometru, oznaczamy ją jako m₁ , następnie mierzymy wagę piknometru napełnionego badaną cieczą.

Masę całkowitą piknometru z cieczą oznaczamy m₂ a masę cieczy m. Gęstość cieczy badanej obliczamy z wzoru:

m₂-m₁

V

m

V

=

d=

Jeżeli pomiarów gęstości dokonamy względem wzorca, np. wody destylowanej to zakładając, że objętości obu cieczy są jednakowe, gęstość wzorca d_t i masa m_t, gęstość względna wyrazi się wzorem

m₂-m₁

m_t

d_W=

*d_t

Wyznaczanie gęstości ciał stałych

Na początku określamy masę piknometru z wodą m₁, Wyznaczamy masę ciała stałego w postaci granulek m₂. Po wrzuceniu granulek do piknometru z wodą i usunięciu nadmiaru wody oraz pęcherzyków powietrza mierzymy masę i oznaczamy jako m₃.

Masa wylanej wody wynosi:

m_w=m₁+m₂-m₃

oraz:

m_w=V*d_t V=m_w/d_t

V=(m₁+m₂-m₃)/d_t

Objętość wylanej wody V równa jest objętości granulek, więc gęstość ciała stałego wynosi:

d=m₂/V

d=m₂*d_t / (m₁+m₂-m₃)

Pomiar gęstości cieczy

LP	ciecz	m1 [g]	m2 [g]	m [g]	d [kg/m^3]	dw
1	woda destyl.	23.0312	53.5469	30.516	1.22*10^3	1
2	denaturat	23.0312	49.362	26.33	1.05*10^3	0.86
3	gliceryna	23.0312	60.2932	37.262	1.49*10^3	1.22
4

m₁ - masa piknometru

m₂ - masa piknometru z cieczą

m - masa cieczy

d - gęstość bezwzględna

d_w - gęstość względna względem przyjętego wzorca

d_t - gęstość wzorca = 1000 [kg / m³]

m_t - masa wzorca = 1 [kg]

m = m₂ - m₁

d = m / v

d_w = d_t* m / m_t

Wyznaczanie gęstości ciała stałego

LP	Ciało st.	m1 [g]	m2 [g]	m3 [g]	mw [g]	V [m^3]	d [kg /m^3]
1	miedź	53.5469	2.6088	55.8618	0.2939	0.294*10^-6	8.873*10^3
2
3
4

m₁ - masa piknometru z wodą

m₂ - masa ciała stałego

m₃ - masa piknometru z wodą i granulkami

m_w - masa wylanej wody

V - objętość wylanej wody równa objętości granulek

m_w = m₁ + m₂ - m₃

V = m_w / d_t

d = m₂ / V

Pomiary, których dokonano podczas ćwiczeń wykazały stanowczo, że spośród cieczy najwiekszą gęstość ma gliceryna. Wynosi ona 1.49*10³ [kg/m³], gęstość wody 1.22*10³ [kg/m³]

a denaturatu 1.05*10³ [kg/m³]. Mierzone ciało stałe posiada gęstość 8.873*10³ [kg/m³]

i dlatego jest dużo cięższe od cieczy. Wielkości obliczone na podstawie pomiarów są zbliżone do wartości rzeczywistych, maksymalny błąd względem nich wynosi 20%, dlategoteż można uznać je za słuszne. Na powstanie błędów miały wpływ : niedokładność odczytu, dokładność wagi, staranność osuszenia powierzchni piknometru oraz dokładność napełnienia do określonaj objętości.

---