Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa im. Stanisława Staszica w Pile Instytut Politechniczny Pracownia Matematyki, Fizyki i Chemii Laboratorium z fizyki
Ćwiczenie nr 2 Temat: WYZNACZANIE GĘSTOŚCI CIAŁ ZA POMOCĄ PIKNOMETRU
Rok akademicki:2009/2010	Wykonawcy: M. Szulta D. Ukleja	Data wykonania ćwiczenia: 16.03.2010r	Data oddania sprawozdania: 30.03.2010
Kierunek: MiBm
Specjalność:
Studia stacjonarne
Nr grupy			Ocena:
UWAGI:

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia jest zbadanie gęstości ciała za pomocą piknometru. W czasie ćwiczeń, została badana gęstość następujących ciał:

- ołów

- aluminium (glin)

- miedź.

Zestaw pomiarowy:

• waga laboratoryjna

• piknometr

• suszarka

• woda destylowana

• ciało stałe o nieznanej gęstości

2. Zasada pomiaru

1. Na początku obliczamy masę pustego piknometru
   . Następnie napełniamy piknometr cieczą. W czasie wykonywania ćwiczenia, została użyta woda destylowana o gęstości
   0,988
   . Piknometr z cieczą ważymy, uzyskując w ten sposób masę
   .

Masa samej cieczy będzie wynosiła zatem:

2. Kolejnym etapem ćwiczenia jest wykonanie pomiarów mas poszczególnych ciał.

1. Ważymy samo ciało (w postaci granulek na wadze) - uzyskujemy masę
   

2. To samo ciało wkładamy do piknometru i zalewamy wzorcową cieczą. Należy zwrócić uwagę na obecność pęcherzyków powietrza, które mogą zniekształcić dalsze obliczenia. Piknometr ważymy, otrzymujemy masę
   (masa piknometru z ciałem i cieczą), zaś sama ciecz z ciałem po odjęciu masy piknometru waży
   .

3. Mając wykonane powyższe pomiary możemy obliczyć gęstość ciała wykorzystując wzór:

Wzór powstał z następujących przekształceń:

• Mianownik zapisany w postaci
  , to masa cieczy wyparta przez badane ciało (
  ).

• Gęstość cieczy wyraża wzór:
  . Znając gęstość i masę cieczy można wyliczyć jej objętość:
  , a objętość cieczy wypartej przez ciało równa jest objętości tego ciała (
  ), tak więc otrzymujemy równość
  , która po przekształceniach wygląda:
  

4. Obliczamy szacunkowe błędy pomiaru.

3. Przebieg pomiarów:

1. Osuszamy piknometr suszarką.

2. Ważymy pusty piknometr

3. Ważymy piknometr napełniony wodą destylowaną.

4. Gęstość wody destylowanej bierzemy z tablic.

5. Ważymy badane ciało stałe.

5. Wrzucamy badane ciało do piknometru. Wstrząsamy kilkakrotnie usuwając pęcherzyki powietrza,

7. Powtarzamy pomiary (pkt 4 - 5) trzy krotnie - za każdym razem inne ciało stałe.

8. Obliczamy gęstość ciała stałego korzystając ze wzoru
   

4. Obliczenia

Oznaczenia:

- masa pustego piknometru

- masa piknometru z cieczą

- masa cieczy

- gęstość wzorcowej cieczy wg tablic *

* za wzorcową ciecz przyjęliśmy wodę destylowaną.

1. Obliczamy masę wzorcowej cieczy:

25,48 g	75,82 g	50,34 g	0,988

2. Obliczamy gęstość poszczególnych ciał

2.1. Ważymy poszczególne ciała

ciało	masa ciała	masa piknometru z wodą i ciałem	masa wody i ciała po odjęciu masy piknometru
Ołów	25,78	99,17	73,69
Aluminium (glin)	7,90	80,53	55,05
Miedź	21,03	94,47	68,99

2.2. Obliczamy masę cieczy wypartą przez ciało

ciało	masa cieczy wypartej przez ciało:
Ołów	= 50,34 - (73,69 - 25,78 ) = 2,43
Aluminium (glin)	= 50,34 - (55,05 - 7,90 ) = 3,19
Miedź	= 50,34 - (68,99 - 21,03 ) = 2,38

2.3. Obliczamy gęstość poszczególnych ciał

Gęstość poszczególnych ciał wyliczamy na podstawie wzoru:

Ciało	Gęstość ciała
Ołów
Aluminium (glin)
Miedź

5. Rachunek błędu

Błąd bezwzględny wartości gęstości ciała stałego obliczamy metodą różniczki zupełnej.

Korzystając z powyższego wzoru obliczamy błąd pomiaru dla:

1. Ołów:

- 25,78 g

- 50,34 g

- 73,69 g

- 0,01 g

2. Aluminium (glin):

- 7,90 g

- 50,34 g

- 55,05 g

- 0,988 g/cm3

3. Miedź:

- 21,03 g

- 50,34 g

- 68,99 g

- 0,988 g/cm3

6. Zestawienie porównawcze otrzymanych wyników z wynikami rzeczywistymi

Ciało	Otrzymana gęstość ciała	Gęstość ciała wg tablic
Ołów	10,59	11,30-11,40
Aluminium (glin)	2,47	2,72
Miedź	8,84	8,89

7. Wnioski

• Eksperymenty, który przeprowadziliśmy na zajęciach udał się pomyślnie.

• Nie powstały żadne z poważniejszych błędów a odchyłki pomiarów mieszczą się w granicach błędów i nie odbiegają w znacznym stopniu od danych tabelarycznych.

• Największą gęstość posiadała ołów a najmniejszą aluminium.

1

---