Nr ćwiczenia 100	Data 18.03.2014r.	Imię i nazwisko	Wydział Inżyniera zarządzania	Semestr: 2	Grupa 1 Nr lab. 304
Prowadzący: dr Wanda Polewska			Przygotowanie	Wykonanie	Ocena

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

1.Wprowadzenie teoretyczne:

Wyznaczanie gęstości za pomocą piknometru. W tej metodzie objętość wyrażamy trzema masami, które wyznaczamy przez odpowiednie ważenie. Gęstość cieczy wyznaczamy ważeniem za pomocą wagi analitycznej. Objętość piknometru otrzymamy z pomiaru masy wypełniającej go cieczy o znanej gęstości, najlepiej wody destylowanej. Gęstość badanej cieczy wyrażamy wzorem:

d- gęstość badanej cieczy

m- masa badanej cieczy w objętości piknometru

m_w- masa wody w objętości piknometru

d_tw- gęstość wody w temperaturze, w której wykonywany jest pomiar. Obliczanie ostatecznej gęstości badanej cieczy:

.m₁- masa pustego piknometru

.m_2­- masa piknometru wypełnionego wodą destylowaną

.m_3­- masa piknometru wypełnionego badaną cieczą

Gęstość cała stałego za pomocą piknometru mierzymy, gdy występuje ono w postaci, np. proszku, bądź śrutu. Czynności pomiarowe sprowadzają się do trzykrotnego ważenia.

Gęstość wyrażamy wzorem:

.m_1­­-masa ciała sypkiego w ilości ⅓ do ½ objętości piknometru

.m₂- masa piknometru napełnionego wodą destylowaną

.m₃- masa piknometru z wodą destylowaną i ciałem stałym.

Pomiar gęstości ciał z użyciem wagi Jolly'ego. Górny koniec sprężyny jest umocowany na ramieniu statywu, do dolnego końca przymocowane są szalki i wskaźnik położenia. Dolna szalka zanurzona w wodzie tak, aby badane ciało było całe zanurzone w wodzie. Gdy na szalce znajduje się cało, długość sprężyny zwiększa się o Δl, które jest proporcjonalne do zawieszonego ciężaru (P): Δl = k*P, gdzie k- czułość wagi sprężynowej.

Wykonując pomiar za pomocą wagi Jolly'ego opieramy się na definicji gęstości bezwzględnej ciała: d=m/v, gdzie m- masa ciała, v- objętość tego ciała

Gęstość wyrażona przez położenia wskaźnika wagi Jolly'ego:

a- położenie początkowe wskaźnika (ciało na górnej szalce)

b- położenie końcowe wskaźnika (ciało na górnej szalce)

c- położenie wskaźnika, gdy ciało będzie w wodzie na szalce dolnej.

Ważenie tego samego ciała zanurzonego w badanej cieczy:

d_c- gęstość cieczy, e- położenie wskaźnik gdy ciało będzie w cieczy na szalce dolnej

Gęstość badanej cieczy określamy wzorem:

2. Wyniki pomiarów:

Piknometr:

Badane ciała stałe to: miedź, mosiądz, aluminium.

Dokonałam pomiaru substancji (m₁) oraz wypełnionego wodą piknometru (m₂) oraz piknometru wypełnionego wodą i badaną substancją (m₃).

Substancja	miedź	mosiądz	aluminium
masa badanej substancji	65,9g.	54,56g.	9,51g.
masa piknometru i wody	43,62g.	43,69g.	43,62g.
masa piknometru wypełnionego wodą i badaną substancją	99,55g.	89,11g.	48,35g.

Dokładność wagi analitycznej Δm = 0,01g.

Waga Jolly'ego

Badane ciała stałe: miedź, mosiądz, stal.

Dokonano jednokrotnego pomiaru położenia sprężyny swobodnie wiszącej (położenie a). Każdo-razowo wykonano pomiar położenia wskaźnika przy obciążeniu górnej (położenie b) i dolnej (położenie c) szalki dla trzech „walców” wykonanych z różnych metali.

Położenie wskaźnika a: 48 mm.

Materiał	miedź	mosiądz	stal
Położenie b [mm]	78	76	74
Położenie c [mm]	74	73	71

Dokładność odczytu położenia: Δp = Δa = Δb = Δc = 1 mm.

3. Obliczenia:

Do zadanych obliczeń potrzebna jest znana wartość gęstości wody w temperaturze pokojowej d_w.

Odczytane z tablicy: d_w = 0,9980 ∙ 10³ kg/m³

Piknometr:

Miedź:

Mosiądz:

Aluminium:

Waga Jolly'ego

Miedź:

Mosiądz:

Stal:

Błąd obliczam korzystając z różniczki zupełnej.

Po podstawieniu:

.

Miedź:

.=

,

Mosiądz:

.=

,

Stal:

.=

,

Gęstość [kg/m^3]
Substancja	Miedź	Mosiądz	Stal	Aluminium
Metoda z piknometrem	6596,60	5957,43	-	1085,56
Metoda z wagą Jolly'ego				-
Wartości tablicowe	8890	8440	7830	2700

4. Wnioski:

Wyniki wyszły mało przybliżone do tych tablicowych, na fakt ten może wpłynąć mała dokładność wykonywanego ćwiczenia, jak i zawartość wody na wewnętrznych ściankach piknometru przy pomiarach, bezpośredni kontakt ze ściankami piknometru.

---