ĆWICZENIE 1.
Piknometr - szklane naczynie pozwala na dokładny pomiar masy cieczy przy ściśle określonej gęstości. Kluczowym elementem piknometru jest korek szlifowy z zatopioną rurką kapilarną, która umożliwia łatwą obserwację poziomu cieczy umieszczonej w naczyniu.
Areometr - proste urządzenie służące do mierzenia gęstości cieczy, w którym wykorzystuje się siły wyporu, z jaką ciecz działa na zanurzone w niej ciało stałe . Ma formę zatopionej rurki szklanej (z wycechowaną podziałką), poszerzonej w dolnej części i obciążonej w najniższej części rtęcią lub śrutem, w celu nadania mu pozycji pionowej i zapewnienia odpowiedniego stopnia zanurzenia. Zasada działania areometru oparta jest na prawie Archimedesa.
Gęstość bezwzględna: stosunek masy do objętości danego ciała.
Gęstość względna: stosunek gęstości bezwzględnej ciała (cieczy) do gęstości bezwzględnej cieczy wzorcowej, która jest najczęściej woda, w tej samej temperaturze.
Jednostki gęstości: d=m/V
[d] = kg/m3 , kg/l, g/cm3, g/dm3
Ciężar właściwy (c) - stosunek ciężaru ciała do jego objętości, zależy od siły grawitacji (ciążenia)
C = Q/V
C= d* g = (m*g)/V
[c] = N/m3
Metody wyznaczania gęstości cieczy i ciał stałych za pomocą:
ważenia i mierzenia objętości d=m/V
wagi hydrostatycznej:
Waga hydrostatyczna - umożliwia pomiar gęstości ciała
w oparciu o prawo Archimedesa. Stanowić ją może zwykła waga analityczna umieszczona na specjalnym statywie tak, aby móc zawiesić ważone ciało od dołu szalki wagi.
Badaną próbkę ciała zawieszoną na cienkim druciku (o masie zaniedbywalnie małej) ważymy dwukrotnie: raz w powietrzu, drugi raz w cieczy wzorcowej, najczęściej wodzie destylowanej. Wskazania wagi w drugim przypadku są mniejsze (pomniejszone o siłę wyporu, skierowaną przeciwnie do siły ciężkości), zgodnie z prawem Archimedesa, które mówi, że:
ciało zanurzone w cieczy traci pozornie na ciężarze tyle, ile wynosi ciężar wypartej cieczy.
Prawo Archimedesa
Ciało w całości lub częściowo zanurzone w płynie wypierane jest ku górze siła
równa ciężarowi płynu wypartego przez to ciało.
(Na ciało zanurzone w płynie działa siła wyporu skierowana pionowo do góry
równa iloczynowi objętości zanurzonego ciała i ciężaru właściwego płynu, czyli
ciężarowi wypartego przez to ciało płynu.)
Wraz ze wzrostem temperatury gęstość maleje (rozszerzalność objętościowa ciał).
Nietypową zależność wykazuje woda!!!
W zakresie temperatur poniżej 0 gęstość spada w miarę podwyższania się temperatury, w przedziale 0stopni do 4 stopni C gęstość wzrasta i osiąga maksymalną wartość =1g/cm3 w temperaturze 4 stopni C. Powyżej tej temperatury gęstość wody maleje.
Błąd bezwzględny:
b=x-a
x- znaleziona wartość
a- prawdziwa zawartość
Błąd względny:
bwzg = b/a = (b-a)/a * 100%
b- błąd bezwzględny
x- znaleziona wartość
a- prawdziwa zawartość