Uczelnia				Kierunek/rok studiów
Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa w Pile.				Transport (niestacjonarne) / I
Laboratorium - Fizyka
Wykonał:
Data wykonania ćwiczenia: 08.11.2012r.	Data oddania ćwiczenia: 01.12.2012r.		Temat: Wyznaczenie gęstości ciał stałych za pomocą piknometru.		Ćwiczenie 2
										Ocena:	Sprawdził:

1. Opis ćwiczenia:

Doświadczenie przeprowadzamy wykorzystując następujące materiały
i przyrządy:

- Elektroniczna waga laboratoryjna,

- Rozdrobnione ciało stałe (np. kawałki drutu aluminiowego),

- Piknometr,

- Woda destylowana,

- Suszarka, strzykawka jednorazowa, zlewka.

Piknometrem nazywamy kolbę szklaną o niewielkiej objętości, zamkniętą dokładnie doszlifowanym korkiem, w którym znajduje się kapilarny otwór (rys. 01). Służy on do wyznaczania gęstości względnej.

Rys. 01 Piknometr z doszlifowanym korkiem zawierającym kapilarny otwór.

W celu wyznaczenia gęstości ciała stałego należy wykonać następujące warzenia:

a)
- pustego piknometru,

b)
- piknometru wypełnionego cieczą wzorcową ( np. woda destylowana),

c)
- ciała stałego,

d)
- piknometru zawierającego ciecz wzorcową i badane ciało.

Masę rzeczywistą w poszczególnych przypadkach możemy wyrazić następująco:

- masa cieczy wzorcowej:

- masa cieczy wzorcowej wraz z ciałem stałym:

Przyjmujemy oznaczenia:

- objętość ciała,

- gęstość ciała,

- gęstość cieczy wzorcowej.

Masa cieczy wypartej przez ciało stałe z piknometru jest równa:

Korzystając z definicji gęstości powyższe wyrażenie zapisujemy:

Ponieważ
, to wyrażenie przyjmuje postać:

Po przekształceniu otrzymujemy wzór na poszukiwaną gęstość ciała stałego
w postaci:

2. Metoda pomiaru:

Badane ciało sypkie w ilości ok. 1/2 do 1/3 objętości piknometru ważymy wyznaczając masę
. Ciało ważymy bezpośrednio na szalce wagi
(bez piknometru). Następnie wyznaczamy masę pustego piknometru
wraz
z korkiem. Piknometr napełniamy wodą destylowaną i wyznaczamy masę całości
. Umieszczamy badane ciało we wnętrzu piknometru z wodą, przy czym wylewa się nadmiar wody równy objętości ciała stałego. Po osuszeniu zewnętrznej powierzchni piknometru, usunięciu pęcherzyków powietrza i sprawdzeniu poziomu cieczy, który powinien być identyczny jak w poprzednim pomiarze wyznaczamy masę
. Zapisujemy dokładności wykonanych pomiarów.

3. Wyniki pomiarów:

1. Masa pustego piknometru (
   ) - 18,27 g.

2. Masa piknometru z cieczą wzorcową (
   ) - 43,45 g.

3. Masa cieczy wzorcowej (
   ) - 25,18 g.

	Masa ciała stałego [g]	Masa piknometru zawierający ciecz wzorcową i badane ciało [g]	Masa cieczy wzorcowej wraz z ciałem stałym [g]
Aluminium	27,50	60,71	42,44
Miedź	68,00	103,46	85,19
Ołów	71,24	108,15	89,88

Wyniki pomiarów przeprowadzono z dokładnością 0,01 g.

4. Obliczenia:

Korzystając z wzoru
obliczamy gęstość poszczególnych ciał stałych, przy czym
1g/


1. Dla aluminium:



g/


2. Dla miedzi:


g/


3. Dla ołowiu:


g/


Błąd względny procentowy obliczamy ze wzoru:


,

Przy czym:
0,01g.

1. Dla aluminium:






1%

2. Dla miedzi:





4%

3. Dla ołowiu:





4%

Wyliczone wartości wynoszą:

1. Dla aluminium:
   = 2,68
   1 % [g/
   ]

2. Dla miedzi:
   8,51
   4 % [g/
   ]

3. Dla ołowiu:
   10,89
   4 % [g/
   ]

Gęstości z tablic dla poszczególnych metali wynoszą odpowiednio:

1. Dla aluminium:


2. Dla miedzi:
   

3. Dla ołowiu:


5. Wnioski:


• Ponieważ wyliczone wartości poszczególnych gęstości dość znacząco odbiegają od wartości z tablic - należy przyjąć, że pomiary zostały wykonane z małą dokładnością.
  

• Największą dokładność można zauważyć przy pomiarach gęstości aluminium - wynik tego pomiaru jest najbardziej zbliżony
  do wartości odczytanej z tablicy - 1%.

• Największa różnica widoczna jest dla pomiaru gęstości ołowiu i miedzi

i wynosi po 4% dla każdego z tych metali.

---