Wyznaczanie gęstości cieczy i ciała stałego
grupa L2

1. Wprowadzenie

Gęstość substancji ρ jest to stosunek masy do objętości zajmowanej przez dane ciało, wyrażony w kg/m³.

Masa ciała m to ilość substancji, wyrażona w g lub kg.

Objętość V zależy od ilości substancji i jej stanu termodynamicznego, najczęściej wyrażana w m ³.

Objętość ciała porowatego można obliczyć ze wzoru:

V=V_m+V_p

V_m-objętość masy ciała

V_p- objętość porów

W przypadku ciał sypkich wzór wygląda następująco:

V=V_m+V_p+V_w

V_w-wolna przestrzeń między ziarnami ciała stałego

Ciała stałe porowate czyli takie w których występują wolne przestrzenie, tzn. pory wypełnione powietrzem lub innym gazem, charakteryzują gęstości:

• usypowa- wyznaczana dla luźno usypanego ciała stałego

• rzeczywista - przestrzenie wolne są całkowicie wypełnione tą samą frakcją stałą

Biorąc pod uwagę sposób działania wagi można podzielić na : uchylne, dźwigniowe(przesuwne i odważnikowe), elektroniczne, magnetyczne, sprężynowe, hydrauliczne, pneumatyczne.
Analizując błąd względny wagi można podzielić na: wagi o dokładności specjalnej, wysokiej, średniej i zwykłej.

Do pomiaru objętości ciał stałych można użyć metody wolumetrycznej, natomiast objętość cieczy określa się stosując metody: geometryczną, pojemnikową i wagową.

W zależności od metody pomiaru przyrządy do pomiaru gęstości cieczy dzieli się na : wagowe, pływakowe, hydrostatyczne, radioaktywne, ultradźwiękowe. Jedną z najczęściej stosowanych metod do pomiaru gęstości cieczy jest metoda piknometryczna, a najbardziej rozpowszechnioną metodą jest metoda areometryczna.

2. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z metodami pomiaru masy i objętości oraz wyznaczenie gęstości cieczy i ciała stałego.

a)Pierwsza metoda służyła do pomiaru gęstości cieczy o objętości 40 cm³

Wykonaliśmy 2 pomiary masy, i tak dla pierwszego pomiaru(m=40,4g)

Gęstość obliczyliśmy z tradycyjnego wzoru:

ρ₁=1,01
=1010

ρ₂=1,105
=1105

2. Druga metoda służyła do pomiaru gęstości ciała stałego(o objętości 50cm³)

Zostało wykonanych 5 pomiarów(z różnymi ciałami)

Wyniki są następujące:

Najpierw trzeba było obliczyć gęstość usypową:

=988

=548

=932

=1232

=1128

Teraz aby obliczyć gęstość rzeczywistą, potrzeba obliczyć objętość cieczy

= 0,000025 m³

= 0,000021 m³

= 0,000022 m³

= 0,000023 m³

= 0,000029 m³

A następnie gęstość rzeczywistą:

ρrz1	ρrz2	ρrz3	ρrz4	ρrz5
1956,63	960,90	1663,11	2262,40	2699,72

WNIOSKI

W przeprowadzonym ćwiczeniu wyraźnie można było zobaczyć, że gęstość ciała stałego zależy od masy tego ciała, oraz jego objętości, co potwierdza zależność:

Im masa usypowa ciała stałego była większa tym większa była jego gęstość była większa,

lecz również zależy ono od objętości danej cieczy oraz jej masy końcowej(czyli poprzez wypełnienie porów między ciałami stałymi, wodą)

W taki sposób otrzymaliśmy gęstość rzeczywistą, która jest uzależniona od masy usypowej ciała , objętości usypowej ciała oraz całkowitej.

Reasumując poznaliśmy bardzo ciekawy sposób na pomiar gęstości cieczy oraz ciała stałego.

---