Adam Wasilewski 17.04.2002

Rok 1 gr. 8

Wydział IiKŚ

Sprawozdanie z ćwiczenia 1

1. Teoria

Ciała z różnych materiałów, o jednakowych objętościach, różnią się masami i ciężarami. Tę własność ciał określamy za pomocą pojęcia gęstości
i ciężaru właściwego
. Gęstość jest to wielkość fizyczna charakteryzujące dane ciało i dla substancji jednorodnych zdefiniowana jest jako stosunek masy ciała m do jego objętości V:

Gęstość wyrażamy w kg na
. Podobnie możemy zdefiniować ciężar właściwy:

P =mg oznacza ciężar ciała o masie m .Zależność pomiędzy gęstością i ciężarem właściwym ciała:

Ciężar właściwy jest wielkością zależną od położenia geograficznego ciała i jego wielkości nad powierzchnią Ziemi.

Prawo Archimedesa : Na każde ciało zanurzone w cieczy działa siła wyporu, która jest równa ciężarowi cieczy wypartej przez to ciało.

2. Przyrządy do pomiarów

1. Piknometr- jest to niewielkie naczynie szklane, na ogół w kształcie kolby, zamykane dokładnie daszlifowanym termometrem. W górnej części piknometru wtopiona jest rurka włoskowata, przez którą wypływa nadmiar cieczy. Konstrukcja piknometru zmniejsza do minimum możliwość parowania cieczy, co jest istotne, jeżeli badane są ciecze szybko parujące jak eter czy alkohol.

2. Waga hydrostatyczna- wykonana jest z wagi laboratoryjnej. Specjalną ławeczke ustawiamy tak, aby lewa szalka znajdowała się pod nią i by miała zwykłą swobode ruchu. Na ławeczce ustawiamy zlewkę z wodą. Ważone ciało przywiązujemy nitką lub cienkim drucikiem do zaczepu, na którym zawieszona jest szalka.

3. Waga Mohra -jest tak skonstruowana, że jeśli na prawym ramieniu o długości l zawiesimy specjalny wypornik, to znajduje się ona w równowadze. Jeśli wypornik zanurzymy całkowicie w cylindrze mierowym z badaną cieczą, to w celu zrównoważenia siły wyporu musimy prawe ramię obciążyć dodatkowo masą.

3. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest pomiar gęstości ciał stałych i cieczy za pomocą piknometru, wagi hydrostatycznej i wagi Mohra.

4. Dane

1. Metoda piknometru

Ciecz A			Wynik wyrażenia
Nazwa cieczy	Denaturat		[g]
Pusty piknometr			83,4
Piknometr z wodą			140,44
Piknometr z cieczą			130,21
Gęstość			820

2. Metoda wagi hydrostatycznej

Waga laboratoryjna jako waga hydrostatyczna

Bryłka metalu			Wynik wyrażenia	Parafina			Wynik wyrażenia
Nazwa metalu	Aluminium		[g]	Nazwa ciała	j.w.		[g]
Metal			19,25	Parafina			1,49
Metal w wodzie			12,5	Parafina z odc. W wodzie			12,8
Gęstość			2850	Gęstość			1250
Ciecz B			Wynik wyrażenia
Nazwa cieczy	Denaturat		[g]
Metal w cieczy			13,75
Gęstość			810

Pomiar gęstości cieczy za pomocą wagi Mohra

Nazwa cieczy C		Denaturat		Gęstość cieczy		0,82
I	Masa [g]	Nr. noża n	m. zast. [g]	Gęstość cieczy C		820
	10	4	4
	1	6	0,6
	4,5	8	3,6
Suma mas zastępczych [g]			8,2

5. Wykonanie pomiarów i obliczenia

Metoda piknometru

Pomiar gęstości cieczy

1. Ważymy pusty, starannie wysuszony piknometr -
   g

2. Ważymy piknometr wypełniony wodą -
   g

3. Napełniamy piknometr cieczą o nieznanej gęstości i ważymy -
   g

4. Gęstość cieczy liczymy ze wzoru:

Waga laboratoryjna jako waga hydrostatyczna

Wyznaczanie gęstości bryłki metalu

1. Ważymy badane ciało na wadze laboratoryjnej -
   

2. Ciało zanurzone w wodzie ważymy na wadze hydrostatycznej -
   

3. Gęstość ciała liczymy ze wzoru:

Wyznaczanie gęstości parafiny

1. Ważymy kawałek parafiny -
   

2. Ponieważ do obciążenia ciała stosujemy metal badany w poprzednim ćwiczeniu przepisujemy wartość
   

3. Ważymy parafinę z przymocowanym obciążeniem, zanurzoną w wodzie -
   

4. Gęstość parafiny liczę ze wzoru:

Pomiar gęstości cieczy

1. Ponownie wykorzystujemy metal badany poprzednio i uzyskane tam wartości
   i
   

2. Ważymy metal w cieczy o nieznanej gęstości -
   

3. Gęstość cieczy liczymy ze wzoru:

Waga Mohra

Pomiar gęstości cieczy za pomocą wagi Mohra

1. Napełniamy cylinder miarowy cieczą, której gęstość chcemy wyznaczyć.

2. Wkładamy do cylindra miarowego termometr i mierzymy temperaturę cieczy.

3. Odkręcamy śrubę dociskową , unosimy pręt regulacyjny i podstawiamy cylinder miarowy pod wypornik.

4. Opuszczamy pręt regulacyjny tak, aby wypornik wraz z połową drutu zanurzył się do cieczy i unieruchamiamy pręt regulacyjny śrubą dociskową.

5. Równoważymy wypór hydrostatyczny cieczy, zawieszając kolejno na nożach odważniki 10g, 1g, 0,1g, w celu doprowadzenia wskazówki wagi do pokrycia się z kreską środkową skali.

6. Wartość mas zastępczych odważników
   oraz ich sumę
   obliczamy ze wzorów:

g

7. Gęstość cieczy obliczam ze wzoru:

6. Wnioski

W powyższym ćwiczeniu badaliśmy gęstości ciał stałych i cieczy. Ćwiczenia te wykonywaliśmy różnymi metodami: metodą piknometru, wagi hydrostatycznej oraz wagi Mohra. Przy kilku pomiarach pojawiły się wyniki niedokładnie określające gęstości badanych ciał i cieczy. Na pewno częściowo winne jest temu niedokładność odczytów z urządzeń pomiarowych oraz niedokładność samych urządzeń pomiarowych (wagi hydrostatycznej, Mohra oraz piknometru)

---