16.10.2012 |
Wyznaczanie gęstości ciał stałych sypkich za pomocą piknometru. Pomiar gęstości cieczy. |
Ocena |
Farmacja Grupa 19 |
Joanna Szlosarczyk Maria Zawadzka Joanna Żmuda Anna Wita |
|
I. Teoria
1.-Gęstość bezwzględna (inaczej masa właściwa) to stosunek masy do objętości danego ciała (cieczy) charakteryzująca daną substancję.
d=m/V [ kg/m3] rzadziej stosowane jednostki to: kg/l, g/cm3, g/dm3
-Gęstość względna to stosunek gęstości bezwzględnej ciała (cieczy) do gęstości bezwzględnej cieczy wzorcowej ( najczęściej jest nią woda) w tej samej temperaturze
-Ciężar właściwy to stosunek ciężaru ciała do jego objętości, zależy od siły grawitacji (ciążenia)
C = Q/V
C= d* g = (m*g)/V [N/m3]
-Waga hydrostatyczna - może ją stanowić najzwyklejsza waga analityczna, która jest umieszczona na specjalnym statywie, tak aby móc zawiesić ważone ciało od dołu szalki wagi.
Urządzenie to umożliwia pomiar gęstości ciała w oparciu o prawo Archimedesa.
Badaną próbkę ciała zawieszoną na cienkim druciku (o zaniedbywalnie małej masie) ważymy dwukrotnie: raz w powietrzu, drugi raz w cieczy wzorcowej, najczęściej wodzie destylowanej.
-Piknometr - to szklane naczynie ze szlifowym korkiem, umożliwiające pomiar gęstości badanej sybstancji. W tym celu waży się masę samego piknometru zatkanego korkiem (m1), następnie do piknometru nalewa się do pełna wodę destylowaną, zatyka się go korkiem i waży (m2) . Kolejnym krokiem jest włożenie do piknometru substancji, której gęstość chcemy obliczyć i wlanie wody do pełna, zatkanie korkiem i zważenie (m3).
Gęstość bezwzględna badanej substancji wyznaczamy ze wzoru:
d=[ m1/(m1+m2-m3)]* dh2o
-Areometr - to proste urządzenie służące do pomiaru gęstości, wykorzystujące siłę wyporu z jaką ciecz działa na zanurzone w niej ciało. Ma postać szklanej rurki z podziałką poszerzonej w dolnej części i obciążonej w najniższej części rtęcią lub śrutem, aby nadać pozycje pionową i odpowiednie zanurzenie. Działanie oparte na prawie Archimedesa.
-Prawo Archimedesa- na każde ciało zanurzone w cieczy działa siła skierowana pionowo ku górze, równa jest ciężarowi płynu wypartemu przez to ciało i przyłozona w jego środku geometrycznym
II. Doświadczenie, pomiary i obliczenia
1. Wyznaczenie dla wahadła o długości l1= 44cm wartość "10T"oraz obliczenie wartości T, Tśr oraz odchylenia standardowego.
Lp |
10T(s) |
T(s) |
1 |
12,8 |
1,28 |
2 |
12,6 |
1,26 |
3 |
12,7 |
1,27 |
4 |
12,4 |
1,24 |
5 |
12,7 |
1,27 |
6 |
12,8 |
1,28 |
7 |
12,3 |
1,23 |
8 |
12,7 |
1,27 |
9 |
12,4 |
1,24 |
10 |
12,3 |
1,23 |
Wartość Tśr jest średnią arytmetyczną poszczególnych okresów i wynosi Tśr = 1,257 s.
Obliczenie odchylenia standardowego
T(s) |
(Tśr - T)2 |
1,28 |
0,00106 |
1,27 |
0,00051 |
1,26 |
0,00001 |
1,24 |
0,00068 |
1,23 |
0,00046 |
∑(Tśr - T)2 = 0,00272 S = (0,00272 / 9) 1/2 = 0,01738 s ≈ 0,017 s
2. Wyznaczenie dla wahadła o długości l2= 24cm wartość "10T"oraz obliczenie wartości T, Tśr oraz odchylenia standardowego.
Lp |
10T(s) |
T(s) |
1 |
9,3 |
0,93 |
2 |
9,4 |
0,94 |
3 |
9,4 |
0,94 |
4 |
9,6 |
0,96 |
5 |
9,4 |
0,94 |
6 |
9,3 |
0,93 |
7 |
9,3 |
0,93 |
8 |
9,0 |
0,90 |
9 |
9,4 |
0,94 |
10 |
9,3 |
0,93 |
Tśr = 0,934 s S ≈ 0,015 s
3. Wyznaczenie dla ciężarka o masie m = 0,16kg wartości 10 T, T, Tśr oraz współczynnika sprężystości sprężyny k.
Lp |
10T(s) |
T(s) |
1 |
5,3 |
0,53 |
2 |
5,7 |
0,57 |
3 |
5,4 |
0,54 |
4 |
5,7 |
0,57 |
5 |
5,4 |
0,54 |
6 |
5,6 |
0,56 |
7 |
5,7 |
0,57 |
8 |
5,5 |
0,55 |
9 |
5,4 |
0,54 |
10 |
5,4 |
0,54 |
Tśr = 0,552 s
k = 20,73kg/s2
III. Wnioski
Okres drgań zależy wprost proporcjonalnie od długości liny, na której zawieszone jest wahadło
Współczynnika sprężystości zależy wprost proporcjonalnie od masy ciężarka zawieszonego na sprężynie oraz odwrotnie proporcjonalnie od okresu drgań
Błędy pomiarowe oraz opór powietrza uniemożliwiają precyzyjne wyliczenie okresów drgań wahadeł
Wyszukiwarka