100 9, Nr ˙w.


Nr ćw.

100

Data

9-12-94

JACHIMOWICZ PAWEŁ

Wydział

Elektryczny

Semestr III

Grupa

I-1

Prowadząca: mgr Magdalena Elantowska

Przygotowanie

Wykonanie

Ocena

Temat: Wyznaczanie gęstości ciał stałych za pomocą wagi Jolly'ego i piknometru.

1. Gęstość i jej zależność od ciśnienia i temperatury

Gęstość, zgodnie z definicją, opisana jest wzorem:
0x01 graphic
(1), gdzie m--masa ciała, a v--jego objętość
Dla ciał stałych można przjąć, że gęstość jest niezależna od ciśnienia i temperatury (oczywiście w pewnych granicach). Podobnie dla cieczy nawet przy dużych zmianach ciśnienia i temperatury gęstość zmienia się tak nieznacznie, że dla naszych celów możemy bezpiecznie uważać ją za stałą, odczytując w razie potrzeby jej bardzo dokładne wartości z tablic.

2. Ciężar właściwy
0x01 graphic
, gdzie d--gęstość, a g--przyspiesznie ziemskie
wielkość ta równa się ciężarwi płynu na jednostkę objętości.

3. Waga Jolly'ego

Składa się ze sprężyny przymocowanej jednym końcem do ramienia statywu a do drugiego końca przymocowane są dwie szalki. Sprężyna ta zaopatrzona jest we wskaźnik. Dolna szalka powina zawsze znajdować się w wodzie, do czego służy zlewka z wodą na ruchomym stoliku.

Gdy na szalce uieścimy ciało to sprężyna wydłuży się zgodnie z prawem Hooke'a o wartość:
l=kQ (2), gdzie Q--ciężar ciała, k--współcz. prop. (czułość wagi sprężynowej)
(działającą na dolną szalkę siłę wyporu można pominąć, bo działa cały czas)
Za wskaźnikiem znajduje się skala z lusterkiem, co eliminuje błąd paralaksy.

4. Zasada pomiaru

Gęstość badanego ciała (1) wyrazimy od wydłużenia sprężyny. Umieszczając na górnej szalce ciało o masie m wskaźnik przesunie się z położenia równowagi a do położenia b, zatem wzór (2) przekształcamy w:

0x01 graphic

0x01 graphic
(3),
Gdy ciało będzie na dolnej szalce (zanurzone w wodzie) wskaźnik zajmie położenie c, bo oprócz siły ciężaru ciała działa na ciało siła wyporu. Zatem wypadkowa siła, pod wpływem której odkształca się sprężyna wynosi:
0x01 graphic

zatem: 0x01 graphic
, ale m=dv
0x01 graphic
, ale korzystając z (3):
0x01 graphic

czyli:
0x01 graphic

błąd zatem wyraża się równaniem:
0x01 graphic

5. Pomiary i obliczenia

położenie zerowe wskaźnika (a)=23,5 cm

pomiary położeń wskaźnika oraz obliczone gęstości:

ciało

położenie b [cm]

położenie c [cm]

d [g/cm3]

d [g/cm3]

miedź

26,4

26,1

9,7

0,7

aluminium

24,1

23,8

2

0,7

mosiądz

26,2

25,9

9

0,7

ciało nieznane

24,2

23,9

2,3

0,7

a=b=c=0,1 [cm]

6. Piknometr

W tym doświadczeniu wykorzystany jest piknometr szklany z dopasowanym szczelnie zamykającym się korekim szklanym.

7. Zasada pomiaru

Ważymy ciało sypkie na tacce papierowej (wyznaczamy masę ciała m1 odejmując znaną masę tacki). Następnie ważymy piknometr z wodą--otrzymujemy m2. Umieszczamy ciało w piknometrze z wodą (wyleje się woda o objętości równej objętości ciała stałego). Ważymy układ wyznaczając w teb sposób masę m3.

Masa m3 jest mniejsza od sumy mas m1+m2 o masę wody mw, która wylała sięw wyniku wyparcia jej przez ciało sypkie.
(m1+m2)-m3=mw , ale mw=dwtv
zatem:
0x01 graphic

czyli:
0x01 graphic

a błąd wyraża się równaniem:
0x01 graphic

ponieważ m1=m2=m3=m to:

0x01 graphic

8. Pomiary i obliczenia

Pomiary wykonano w temperaturze 21C, zatem przyjęto dwt=0,99 [g/cm3]

ciało

masa ciała z tacką [g]

masa tacki [g]

masa piknomet-ru z wodą [g]

masa razem [g]

gęstość [g/cm3]

błąd gęstości [g/cm3]

miedź

25,64

1,35

53,57

75,09

8,68

0,03

aluminium

9,72

1,45

53,55

58,76

2,68

0,01

mosiądz

15,36

1,29

53,54

66,01

8,70

0,06

m=0,01 [g]

9. Wnioski

Pomiary wykonane wagą Jolly'ego nie są zbyt dokładne, ze względu na niestabilność wskaźnika. Nieznane ciało to najprawdopodobniej aluminium. Otrzymane wyniki odbiegają nieco od tablicowych.



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
108EDDDDDDDD, nr ?w
208 01, Nr ˙w.
308c, Nr.˙w.
208 3, Nr ˙w.:208
104-07, Nr ˙w.
105 02, Nr ˙w.
108 12, Nr ˙w.
120 06, Nr ˙w.
108b 4, nr ˙w.
208-02, Nr ?w.
MATEOO~1(3), Nr ˙w.
MATEOO~1(3), Nr ˙w.
201-03, Nr ˙w.
209-07, Nr ˙w.

więcej podobnych podstron