AKADEMIA BYDGOSKA

im. Kazimierza Wielkiego

Wydział Matematyki ,Techniki i Nauk Przyrodniczych

LABORATORIUM FIZYKI

TEMAT: WYZNACZANIE GĘSTOŚCI CIAŁ PRZY

POMOCY PIKNOMETRU

Wykonali:

Marcin Lewandowski

Bartosz Karczewski

BYDGOSZCZ 2003

1.Część teoretyczna

Piknometr służy do wyznaczania gęstości ciał stałych, cieczy lub ciał stałych rozpuszczalnych w wodzie.

Piknometrem jest kolba szklana, zamknięta dokładnie, z doszlifowanym korkiem, w którym znajduje się kapilarny otwór. W nowszych piknometrach korkiem jest doszlifowany termometr, a kapilara znajduje się z boku. Piknometr napełnia się cieczą do zaznaczonego kreską poziomu lub, gdy kreski brak, ciecz musi wypełniać całą kapilarę. Przy ważeniu napełnionego piknometru należy przez wstrząśnięcie usunąć pęcherzyki powietrza. Warunkiem koniecznym otrzymania poprawnych wyników jest dokładne oczyszczenie piknometru przed każdorazowym napełnieniem.

2. Przebieg ćwiczenia.

2a. Wyznaczanie gęstości cieczy.

Gęstość cieczy wyznaczamy wzorem:

(1)

gdzie:
masa cieczy, jest różnicą mas pustego piknometru (m₁) i napełnionego badaną cieczą (m₃).

Objętość cieczy V_c wyznaczamy ważąc napełniony piknometr wodą destylowaną (m₂), stąd masa wody destylowanej w objętości piknometru
.

Stosując wzór (1) dla wody destylowanej w temperaturze t° [C] i gęstości d_t otrzymujemy:
. Ostatecznie gęstość bezwzględną dowolnej cieczy obliczamy wzorem (2):

(2)

Tabela obserwacji:

Rodzaj cieczy	Nafta
Dokładność ważenia	Δm	0,01 g
Masa piknometru pustego	m1	46,2 g
Masa piknometru z wodą destylowaną	m2	114,1 g
Masa piknometru z cieczą badaną	m3	99 g
Temperatura wody destylowanej	t	15°C
Dokładność pomiaru temperatury wody destylowanej	Δt	0,5°C
Gęstość wody destylowanej w temperaturze t [°C]	dt	0,999 g/cm^3
Dokładność wyznaczenia gęstości wody destylowanej	Δdt	0,001 g/cm^3
Gęstość bezwzględna cieczy	dc	0,777 g/cm^3
Błąd bezwzględny gęstości	Δdc	1,47 * 10^-4 g/cm^3
Błąd względny gęstości cieczy	Δdc/dc	0,01 %

2b. Wyznaczenie gęstości ciał stałych.

Ciało stałe musi być w kawałkach, aby dało się włożyć do wnętrza piknometru lub musi być sypkie. Bierzemy taką ilość ciała stałego, aby była równa od 1/3 do ½ objętości piknometru. Tak ustaloną ilość ciała ważymy, wyznaczając jego masę m₁. Następnie ważymy piknometr z wodą destylowaną - m₂. Wrzucamy do piknometru z wodą destylowaną badane ciało stałe i po zatkaniu go korkiem ważymy całość, wyznaczając masę m₃. Objętość ciała stałego równa masie wypartej wody destylowanej w temperaturze t° [C] i gęstości d_t wynosi:

stąd gęstość bezwzględna ciała stałego wyraża się wzorem (3)

Tabela obserwacji:

Rodzaj ciała stałego	mosiądz
Dokładność ważenia	Δm	0,01 g
Masa ciała stałego	m1	112,5 g
Masa piknometru z wodą destylowaną	m2	114,1 g
Masa piknometru z wodą destylowaną i ciałem stałym	m3	207,5 g
Temperatura wody destylowanej	t	15°C
Dokładność pomiaru temperatury wody destylowanej	Δt	0,5°C
Gęstość wody destylowanej w temperaturze t	dt	0,999 g/cm^3
Dokładność wyznaczenia gęstości wody destylowanej	Δdt	0,001 g/cm^3
Gęstość bezwzględna ciała stałego	ds	5,884 g/cm^3
Błąd bezwzględny gęstości ciała stałego	Δds	5,23 * 10^-4 g/cm^3
Błąd względny gęstości ciała stałego	Δds/ds	0,005 %

Obliczenia gęstości:

Ciecz - nafta:

Ciało stałe - mosiądz:

3. Ocena błędów.

Błąd bezwzględny gęstości cieczy Δd_c:

Błąd względny gęstości cieczy Δd_c/d_c:

Błąd bezwzględny gęstości ciała stałego Δd_s.:

Błąd względny gęstości ciała stałego Δd_s./d_s.:

5

---