1. Krótki wstęp teoretyczny 1.1 Gęstość Aby wyznaczyć gęstość płynu ? w pewnym jego punkcie, wydzielamy mały element objętości ?V w otoczeniu tego punktu i mierzymy masę ?m płynu zawartego w tej objętości. Gęstość płynu jest równa: ? = ?m/?V Ściśle rzecz biorąc, gęstość płynu w danym punkcie jest równa granicy tego ilorazu, gdy objętość ?V staje się coraz mniejsza i mniejsza. W praktyce zakładamy zwykle, że badana próbka cieczy jest większa niż pomiary atomów i jej struktura jest ?gładka? (tzn. o stałej gęstości), a nie złożona z ?ziaren? atomowych. Założenia to umożliwia nam zapisanie równania w postaci: ? = m/V (stała gęstość) przy czym m i V ? to masa i objętość próbki. Gęstość jest wielkością skalarna; jej jednostką w układzie SI jest kilogram na metr sześcienny [kg/m3]. 1.2 Piknometr Piknometr ? naczynie (zwykle szklane) przeznaczone do pomiaru gęstości cieczy i ciał stałych poprzez ważenie. Typowy piknometr ma postać małego naczynka o objętości 1 ? 100 cm2 zamkniętego doszlifowanym korkiem z przenikającą go kapilarą, niekiedy zaopatrzonego w termometr. Ciała stałe umieszcza się w piknometrze napełnionym cieczą. Odpowiednia seria ważeń pozwala obliczyć dokładnie gęstość badanej substancji. Rozróżniamy cztery rodzaje piknometrów: ? Piknometr z otworem kapilarnym ? Piknometr z termometrem i rurką kapilarną ? Piknometr kapilarny w kształcie litery ?U?, stosowany do cieczy lotnych ? Piknometr ze znakiem i doszlifowanym korkiem 2. Opis sposobu wykonania ćwiczenia, wraz z zapisem kolejności wykonywanych czynności. 1. Wyznaczyć masę mpiknometru pustego razem z korkiem. 2. Napełnić piknometr wodą destylowaną. Wyznaczyć masę mpiknometr woda piknometru napełnionego wodą destylowaną. 3. Oczyścić piknometr za pomocą metanolu i suszarki. 4. Napełnić suchy piknometr badaną cieczą i wyznaczyć masę mpiknometr ciecz piknometru napełnionego cieczą: 5. Wyliczyć objętość piknometru 6. Wyliczyć gęstość badanej cieczy 7. Wykonać pomiary dla 3 różnych cieczy (alkoholu metylowego, acetonu i gliceryny). 8. W celu oszacowania niepewności pomiarowych powtórzyć pomiary pięciokrotnie. 9. Oszacować niepewności pomiarowe. 10. Porównać otrzymane wartości gęstości z odpowiednimi wartościami dostępnymi w tablicach własności fizycznych. 3. Obliczenia. Obliczanie średniej wartości masy piknometru z daną cieczą: mśr = (a1 a2 ? an) / n piknometr woda piknometr metanol piknometr aceton piknometr gliceryna mśr = 147,09 g mśr = 124,68 g mśr = 123,84 g mśr = 172,25 g Obliczanie błędu maksymalnego mpiknometr ciecz Woda 1. 147,092 ? 147,04 = (0,05)2 = 0,0025 2. 147,092 ? 147,23 = (0,14)2 = 0,0196 3. 147,092 ? 147,06 = (0,03)2 = 0,0009 4. 147,092 ? 147,12 = (0,03)2 = 0,0009
