Методы определения плотности реферат

Обновлено: 02.07.2024

Функция "чтения" служит для ознакомления с работой. Разметка, таблицы и картинки документа могут отображаться неверно или не в полном объёме!

Республиканская научно-исследовательская конференция школьников, посвященная памяти видного татарского

ученого-просветителя Ибрагима Хальфина

Секция: математика, физика, информатика Исследовательская работа

Франова Евгения Владимировна,

Абрамова Наталья Юрьевна,

Авиастроительного района г.Казани Казань 2013

. Описание веществ, выбранных для опытов:

б) хлорид натрия

. Методы определения плотности жидкостей

. Методы определения плотности твердого тела

. Эксперимент по определению плотностей растворов глюкозы и хлорида натрия

. Эксперимент по определению плотностей гипса, мела

Список литературы Введение Наука начинается там, где начинают измерять. Точная наука немыслима без меры.

Тела, окружающие нас, состоят из различных веществ: дерева, железа, резины и т. д. Вещества же обладают разнообразными свойствами, которые характеризуются различными физическими величинами. Среди них - плотность вещества.

И в промышленности, и в медицине и в сельском хозяйстве есть необходимость знать плотность используемых веществ. Например, массу и объем бетона по его плотности рассчитывают бетонщики при заливке фундамента, колонн, стен, мостовых опор и т. д. Плотность вещества - это физическая величина, характеризующая массу тела, отнесенную к его объему. ρ=m/V При этом предполагается, что тело является сплошным, без пустот и примеси другого вещества. Данная величина для различных веществ отражена в справочных таблицах. Но интересно знать, каким образом заполняются такого рода таблицы, как определяют плотность неизвестных веществ. Самые простые способы определения плотности веществ:

• для жидкостей с помощью ареометра;

• Для жидкостей и твердых тел путем измерения объема и массы и

вычисления по формуле.

Иногда по причине неправильной формы тел или их больших размеров бывает трудно или даже невозможно определить их объем с помощью линейки или мензурки. Тогда возникает вопрос, каким способом определить их плотность, не прибегая к измерению объема, или нет возможности определить массу вещества?

Цель работы: Решение экспериментальных задач по определению плотности твердых веществ и растворов, с различной массовой долей растворенного вещества.

Приготовить растворы веществ различной концентрации.

Изучить различные методы определения плотности вещества, описанные в литературе.

Измерить плотность веществ методами, предложенными в литературе и оценить границы погрешностей каждого метода.

Установить зависимость плотности растворов от их концентрации.

Оборудование: Весы электронные, химические стаканы, измерительный цилиндр (мензурка), шпатель, пипетки, измерительная линейка, экспериментальная установка, состоящая их сообщающихся сосудов, соединенных через тройник резиновыми трубками.

Ознакомится с методами измерения физических величин проводимых измерений на примере определения плотности твердых тел.

Вложение	Размер
nou_plotnost.doc	268.5 КБ

Предварительный просмотр:

III Ашинский районный конкурс реферативно-исследовательских работ

для учащихся 5-8 классов

Определение плотности твердых тел

Авторы: Фокин Дмитрий, Зарипов Юлиан

Сергеевна, учитель физики

2. Основная часть

2.1. Аппаратура и метод измерений. 4-6

2.2. Определение плотности твердых тел.……………………………. 6-7

2.2.3. Метод безразличного плавания………………………………..10-12 3. Заключение …………………………………….…………………………….12

Что значит измерить физическую величину правильно? На этот вопрос ответить непросто. Обычно смешивают два понятия: правильно и точно. «Часто стараются произвести измерения с наибольшей достижимой точностью, т.е. сделать ошибку измерений по возможности малой. Однако следует иметь в виду, что чем точнее мы хотим измерить, тем труднее это сделать. Поэтому не следует требовать от измерений большей точности, чем это необходимо для решения поставленной задачи .

Я ставлю перед собой задачу определить плотности твердых тел различными методами, сравнить полученные результаты с табличными и убедиться в том, что проводимый нами эксперимент дает небольшую ошибку. Для чего нужно знать плотность вещества? Плотность вещества нужно знать для различных практических целей. Инженер, создавая машину, заранее по плотности и объему материала может рассчитать массу деталей будущей машины. Строитель может определить, какова будет масса строящегося здания. Так, если океанологам известно вертикальное распределение плотности морской воды, то они могут рассчитать направление и скорость течений. Вертикальное распределение плотности необходимо знать и для определения устойчивости водной массы: если масса неустойчива, то есть если более плотная вода лежит выше менее плотной, будет происходить перемешивание. Даже в домашних условиях при покупке ковролина следует обратить внимание на плотность ворса. Ковролин высокой плотности прослужит дольше, и на нем не будут оставаться вмятины от мебельных ножек.

Цель работы: ознакомится с методами измерения физических величин проводимых измерений на примере определения плотности твердых тел.

2. Основная часть

2.1. Аппаратура и метод измерений

Для оценки плотности твердого тела необходимо знать его объем и массу. Массу тела можно определить взвешиванием его на рычажных весах. Объем тела правильной геометрической формы определяют, измеряя его линейные параметры. Таким образом, чтобы узнать плотность тела, необходимо провести ряд физических измерений. Под измерением понимается сравнение измеряемой величины с другой величиной, принятой за единицу измерения.

Измерения делятся на прямые и косвенные. При прямых измерениях определяемая величина сравнивается с единицей измерения непосредственно с помощью измерительного прибора, проградуированного в соответствующих единицах. Примерами прямых измерений могут служить измерения длин линейкой, промежутков времени секундомером. При косвенных измерениях искомое значение величины не измеряется непосредственно, а находится по известной зависимости между этой величиной и величинами, полученными при прямых измерениях. К косвенным относятся, например, измерения объема, плотности твердых тел, измерение скорости движения тела по измерениям отрезков пути и промежутков времени, измерение удельного сопротивления проволоки. Никакая физическая величина не может быть, однако, определена с абсолютной точностью. Другими словами, любое измерение всегда производится с некоторой ошибкой — погрешностью. Поэтому полученное в

результате измерений значение какой-либо величины должно быть записано в виде x ± Δ x, (1)

где Δ x — абсолютная погрешность измерения, характеризующая возможное отклонение измеренного значения данной величины от его истинного значения. При этом, поскольку истинное значение остается неизвестным, можно дать лишь приближенную оценку абсолютной погрешности. Поскольку причины возникновения ошибок бывают самыми разными, необходимо классифицировать погрешности. Только тогда возможна их правильная оценка, так как от типа погрешностей зависит и способ их вычисления.

Погрешности подразделяются на случайные и систематические. Систематической погрешностью называют составляющую погрешности измерения, остающуюся постоянной или закономерно изменяющуюся при повторных измерениях одной и той же величины. Она может быть связана с неисправностями измерительных приборов, неточностью их регулировки, неправильной их установкой. Систематические погрешности в принципе могут быть исключены, поскольку причины, их вызывающие, в большинстве случаев известны.

Случайной погрешностью называют составляющую погрешности измерения, изменяющуюся случайным образом при повторных измерениях одной и той же величины. Случайные погрешности зависят от условий, в которых производятся измерения, от специфики измеряемых объектов. Эти погрешности принципиально неустранимы, однако их величина уменьшается при использовании многократных измерений. Выделяют также погрешности приборов, которые могут иметь как систематический, так и случайный характер. Эти погрешности связаны с несовершенством любого (исправного) измерительного инструмента. Если значение измеряемой величины определяется по шкале инструмента, абсолютная погрешность прибора считается, как правило, равной половине цены деления шкалы (например, линейки) или цене деления шкалы, если стрелка прибора перемещается скачком (секундомер).

Как уже указывалось, случайные погрешности можно уменьшить, многократно измеряя одну и ту же величину. Однако максимально возможная точность измерения определяется теми приборами, которые используются в эксперименте. Поэтому увеличение числа измерений имеет смысл лишь до тех пор, пока случайная погрешность не станет явно меньше погрешности прибора. Для правильной записи конечного результата необходимо округлить рассчитанное значение абсолютной погрешности и сам результат измерения. Как правило, точность оценки погрешности бывает очень небольшой.

Поэтому абсолютная погрешность округляется до одной значащей цифры.

Если, однако, эта цифра оказалась единицей, следует оставить две значащие цифры. Округление конечного результата производится с учетом его погрешности. При этом последняя значащая цифра результата должна быть того же порядка величины (находится в той же десятичной позиции), что и погрешность. Если, к примеру, получено, что ρ = 8723 , 23 кг / м3, а

Δ ρ = 93 , 27 кг / м3,

то правильная запись результата будет выглядеть так

ρ = (8720 ± 90) кг / м3 .

2.2.Определение плотности твердых тел

Тела, изготовленные из различных веществ, при одинаковой массе имеют разные объемы. Железный брус массой 1 т имеет объем 0,13 м 3 , а лед массой 1 т – объем 1,1 м 3 , т.е. почти в 9 раз больше.

Из этих примеров можно сделать и такой вывод, что тела объемом 1 м3 каждое, изготовленные из различных веществ, имеют разные массы. Железо объемом 1 м 3 имеет массу 7800 кг, а лед того же объема – 900 кг, т.е. почти в 9 раз меньше. Это различие объясняется тем, что различные вещества имеют разную плотность. Плотность показывает, чему равна масса вещества, взятого в объеме 1 м 3 .

Плотность – физическая величина, характеризующая свойство тел равного объема иметь разную массу.

Чтобы определить плотность вещества, надо массу тела разделить на его объем. Следовательно, плотность есть физическая величина, равная отношению массы тела к его объему.

Единицей плотности вещества является . Это плотность однородного вещества, масса которого равна 1 кг при объеме 1 м 3 .

2.2.1. Метод Менделеева

Метод Менделеева (метод взвешивания). На одну чашку весов кладется гиря с массой заведомо большей, чем масса тела, а на другую — разновесы, добиваясь равновесия весов. Затем на чашку с разновесами помещают взвешиваемое тело, а разновесы снимают до тех пор, пока вновь не установится равновесие. Масса снятых гирь будет равна массе тела. Этот метод позволяет исключить систематические погрешности, связанные с неравноплечностью весов и зависимостью их чувствительности от величины нагрузки.

Порядок выполнения работы:

1. С помощью линейки определить размеры исследуемого тела, необходимые для вычисления его объема. Каждый параметр измерить не менее пяти раз.

2. С помощью весов и разновесов определить массу тела. Взвешивание производить не менее пяти раз.

3. Все экспериментальные результаты занести в таблицу.

Обработка результатов измерений

1. По полученным экспериментальным данным находят средние значения линейных размеров и массы тела.

2. Используя средние значения замеренных параметров, вычисляют

плотность изучаемого тела.

3. Определяют абсолютную погрешность Δ ρ . Записывают окончательный результат измерения плотности тела, используя правила округления погрешностей и самой измеряемой величины.

В данном курсовом проекте будут рассмотрены основные сведения о понятии плотности, об измерении плотности, методы и приборы, измеряющие плотность, их устройство, принцип действия, технические данные.

Производственный контроль плотности веществ актуален для многих производств.

1 Плотность, относительная плотность

Плотностью однородного вещества называется физическая величина, определяемая массой вещества в единице объема. Из формулы определения плотности

видно, что размерность плотности [?] можно выразить следующим образом:

где М – размерность массы;

Единицей плотности в СИ является кг/м 3 , в СГС системе единиц – г/см 3

В некоторых отраслях науки и техники в качестве характеристики вещества применяют относительную плотность, которая представляет собой отношение плотности рассматриваемого вещества к плотности другого (условного) вещества при определенных физических условиях. Следовательно, эта величина является безразмерной.

В качестве условного вещества для определения плотности жидких и твердых веществ обычно принимают дистиллированную воду.

Относительную плотность газов обычно выражают по отношению к сухому воздуху или водороду.

Относительную плотность можно также рассматривать как отношение массы данного вещества к массе условного вещества, взятого в том же объеме при определенных условиях.

Относительную плотность обозначают буквой ? с двумя дополнительными индексами (вверху и внизу).

Верхнее число показывает температуру, при которой определена плотность исследуемого вещества, нижнее – температуру воды, к плотности которой отнесена плотность данного вещества. Например, означает, что плотность вещества, измеренная при 20°С, отнесена к плотности воды при 15°С.

Разумеется, относительная плотность одного и того же вещества имеет различные числовые значения в зависимости от того, при какой температуре плотность воды принята за условную единицу.

На рисунке 2.9 приведены примеры отсчета показаний ареометров с учетом указанных выше правил округления.

Научная работа: Создание научных основ обеззараживания и очистки .

При измерении плотности одновременно определяют температуру жидкости, пользуясь термометром, встроенным в ареометр, или отдельным термометром с погрешностью показаний не более ±0,5°С. Для получения более точных результатов измерения, в особенности при работе с ареометрами, имеющими цену деления шкалы не более 0,001 г/см 3 или 0,2% рекомендуется применять лабораторные термометры с ценой целения шкалы 0,1 или 0,2°С, погрешность показаний которых не превышает ±0,2°С.

Когда диаметр цилиндра мал и не допускает совместного погружения ареометра и термометра, температуру жидкости измеряют до и после погружения ареометра, принимая в расчет среднее из двух показаний термометра.

После употребления ареометр и термометр необходимо тщательно промыть в воде или в бензине (в зависимости от свойств испытуемой жидкости), насухо вытереть чистым полотенцем и уложить в футляры. Таким же образом промывают цилиндр и мешалку. Спиртомеры и применяемые с ними термометры по окончании измерений только протирают полотенцем.

Так как в большинстве случаев температура исследуемой жидкости отличается от нормальной температуры ареометра, в показание прибора следует вводить поправку на температуру по формуле (2.13).

Разность температур, начиная с которой практически целесообразно учитывать поправку, определяют для каждого конкретного случая в зависимости от соотношения между измеряемой плотностью, погрешностью показаний ареометра и значением поправки. Так, для нефтеденсиметров с ценой деления шкалы 0,0005 г/см 3 поправку целесообразно вводить при разности температур примерно 15°С и более.

а – нефтеденсиметр, отсчет по верхнему краю мениска 0,7400+3·0,0005+0,5·0,0005=0, 74175;

б – денсиметр типа IIа, отсчет по нижнему краю мениска

в – сахаромер типа В, отсчет по верхнему краю мениска 5+3·0,2+0=5.6;

г – спиртомер типа А, отсчет по нижнему краю мениска 16–4·0,1 + 1·0,1 = 15,7

Рисунок 2.9 – Примеры отсчета показаний рабочих ареометров (стрелка указывает направление возрастания числа на шкале)

Температурную поправку к показаниям клеемера определяют по специальной шкале, расположенной в верхней части стержня и охватывающей пределы от –7,5 до +2% по массе.

При применении денсиметра плотность жидкости по его шкале определяют для той температуры, которую имеет в данный момент жидкость.

3 Гидростатическое взвешивание

3.1 Определение плотности твердого тела

Для определения плотности твердое тело взвешивают сначала в воздухе, а затем в жидкости, плотность которой известна, и по полученным результатам измерения подсчитывают искомую плотность.

Введем следующие обозначения:

m – масса тела, плотность которого определяют;

v _t – его объем при температуре t;

v _t1 – то же, при температуре t₁ ,

m ₁ – масса гирь, уравновешивающих тело в воздухе;

v ₁ – объем этих гирь;

m ₂ – масса гирь, уравновешивающих тело в жидкости;

Измерение динамической вязкости жидкостей и газов

v ₂ – объем этих гирь;

коэффициент объемного теплового расширения тела;

– плотность жидкости, в которую погружается тело, при температуре t ;

– искомая плотность тела при температуре t ;

D – средняя плотность воздуха во время взвешивания тела в воздухе и в жидкости;

D _m – плотность материала, из которого изготовлены гири;

Учитывая действие выталкивающих сил, приложенных к телу и к гирям, уравнения равновесия весов при взвешивании тела сначала в воздухе при температуре t ₁ , а затем в жидкости при температуре t можно записать в следующем виде:

Заменяя v _l и v₂ соответственно на и и учитывая, что

Вычтем из первого уравнения (3.2) второе и пренебрежем членом, содержащим произведение D ?_T (ввиду его малости), тогда

откуда объем тела при температуре t

Из первого уравнения (3.2), отбрасывая малое слагаемое v _tD ?_T (t ₁ –t ), найдем выражение для определения массы тела

Искомая плотность тела при температуре t определится делением массы на объем при той же температуре. Разделив уравнение (3.4) на (3.3), получим

Из формулы (3.5) видно, что для определения плотности тела при заданной температуре необходимо, чтобы жидкость, в которой проводится взвешивание, имела указанную температуру.

При весьма точных измерениях плотность воздуха, входящую в выражения (3.3)–(3.5), определяют по формуле

где t – температура воздуха, °С;

P – барометрическое давление, мм рт. ст.;

h – упругость водяных паров, содержащихся в воздухе, мм рт. ст. (определяется при помощи психрометра).

Обычно оказывается достаточным принимать плотность воздуха равной 0,0012 г/см 3 .

В качестве жидкости, в которой взвешивают тело, используется дистиллированная вода, плотность которой хорошо изучена.

3.2 Определение плотности жидкости

Для определения плотности жидкости данным методом в этой жидкости взвешивают какое-либо тело, масса и объем которого известны. Обычно в качестве такого тела используют цилиндрический стеклянный поплавок, снабженный вверху крючком (петлей) для подвешивания к проволоке, соединенной с чашкой весов. Поплавок изготовляют из термометрического стекла с известным коэффициентом теплового расширения. Внутри поплавка, в нижней части, помещен балласт.

Примеры похожих учебных работ

Лабораторная работа: Измерение влажности и скорости движения воздуха, плотности жидкостей

Определение объемов строительно-монтажных работ

. с учетом зазора 2 мм между кромкой стекла и бортом фальца. Определение объемов облицовочных работ. Объем облицовочных работ рассчитывают раздельно по породе камней, способу их обработки, материалу облицовываемой поверхности. .

Основные физические свойства жидкостей и газов

. газов в жидкостях происходит при всех условиях, но различна для разных жидкостей и изменяется с увеличением давления. Она характеризуется количеством растворенного газа в единице объема жидкости. 2. Гидростатическое давление и его свойства .

Агрегатное состояние вещества

. этого необходимо выполнить и рассмотреть следующие агрегатные сотояния: 1. газ 2. жидкости 3. твердые вещества 4. плазма 1. Агрегатное состояние вещества - газ Газы (французское gaz; название предложено голланским учёным Я. Б. Гельмонтом), .

Газообразное состояние вещества

. всевозможных перегруппировок молекул в пространстве. Однако физические свойства вещества при всех этих перегруппировках остаются . экспериментально. Для этого достаточно исследовать адиабатическое расширение газа в пустоту. Впервые такой опыт был .

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

1. Описание веществ, выбранных для опытов:

1.2. Хлорид натрия

2. Методы определения плотности

2.1. Метод сравнения с плотностью воды

2.2. Метод определение плотности жидкостей разной концентрации

2.3. Метод определения плотности твердого тела

3. Экспериментальная часть

3.1. Эксперимент по определению плотностей растворов глюкозы и хлорида натрия

3.2. Измерение плотности твердого вещества

Наука начинается там, где начинают измерять. Точная наука немыслима без меры.

При этом предполагается, что тело является сплошным, без пустот и примеси другого вещества. Данная величина для различных веществ отражена в справочных таблицах. Но интересно знать, каким образом заполняются такого рода таблицы, как определяют плотность неизвестных веществ. Самые простые способы определения плотности веществ для жидкостей с помощью ареометра.

Цель работы: рассмотрение методов по определению плотности твердых веществ и растворов.

1. Изучить различные методы определения плотности вещества, описанные в литературе.

2. Измерить плотность веществ методами, предложенными в литературе и оценить границы погрешностей каждого метода.

3. Установить зависимость плотности растворов от их концентрации.

Вещества: Глюкоза, поваренная соль, гипс, мел, мрамор, дистиллированная вода

Гипотеза: Возможно ли в лабораторных условиях достаточно точно измерить плотность растворов и твердых тел.

плотность вещество погрешность концентрация

1. Описание веществ, выбранных для опытов

Обоснованием выбора веществ для проведения эксперимента явился факт широкого использования их в строительстве.

Глюкоза, или виноградный сахар, или декстроза встречается в соке многих фруктов и ягод, в том числе и винограда, от чего и произошло название этого вида сахара. Открыта в 1802 году лондонским врачом Уильямом Праутом. В 1819 году Анри Бракконо получил глюкозу из древесных опилок. Бесцветное кристаллическое вещество сладкого вкуса, растворимое в воде.

Рис. 1.1. Строение молекулы

Имеет молекулярную кристаллическую решетку и ковалентный полярный тип связи в молекуле.

Получение. В промышленности глюкозу получают гидролизом крахмала. В природе глюкоза образуется растениями в процессе фотосинтеза.

Применение. Глюкозу используют при интоксикации, так как она является универсальным антитоксическим средством. Также препараты на основе глюкозы и сама глюкоза используется эндокринологами при определении наличия и типа сахарного диабета у человека.

1.2. Хлорид натрия

Хлорид натрия — химическое соединение NaCl, натриевая соль соляной кислоты, хлористый натрий. Хлорид натрия известен в быту под названием поваренной соли, основным компонентом которой он является. Хлорид натрия в значительном количестве содержится в морской воде (77,8%), создавая её солёный вкус. Встречается в природе в виде минерала галита (каменная соль).

История потребления ее человечеством уже насчитывает не менее десяти тысяч лет. Еще Гомер называл поваренную соль “божественной”.

В повседневных заботах мы как-то не задумываемся над тем, что обыкновенная соль – вещество необычайной важности. Соль используют более чем в 14 тысячах производств.

Физические свойства. Температура плавления 800,8 С, кипения 1465 С. Умеренно растворяется в воде, растворимость мало зависит от температуры. Вступает в реакции обмена. В чистом виде хлорид натрия не гигроскопичен. Однако соль часто бывает загрязнена примесями, и такая соль на воздухе сыреет. Смесь измельченного льда с мелким порошком хлорида натрия является эффективным охладителем.

Рис. 1.2. Строение молекулы.

В ионной кристаллической решетке между атомами преобладает ионная химическая связь, что является следствием действия электростатического взаимодействия противоположных по заряду ионов.

Применение. Соль и организм человека. Суточная потребность в поваренной соли взрослого человека составляет 10–15 г. Длительное солевое голодание может привести к гибели организма. Поваренная соль служит источником образования в желудке соляной (хлороводородной) кислоты. Его кислотность характеризуется значением рН=1,5–2,0.

Рис. 1.3. Строение молекулы

Мел — горная порода белого цвета, достаточно рассыпчатая и мягкая. Состав мела это практически исключительно (до 99% от всей массы) мелкие зерна скрытокристаллического кальцита (минерал, природный карбонат кальцияСаСО3). Так же, в состав мела входит обычно небольшие примеси кварца.

Мел — одно из самых используемых веществ в мире. Мел был долгое время, да и остается до сих пор, основным материалом для побелки стен, заборов и потолков. Еще мел используют в сельском хозяйстве — разбавляют в воде, и получившимся раствором поливают деревья, делается это, что бы вредители не забирались на деревья и не портили урожай. В резиновой промышленности мел занимает первое место по количеству наполнителей.

В стекольной промышленности мел используется при варке стекла, придает ему устойчивость против выветривания и химических реагентов, прочность и термическую стойкость. Строительная промышленность самый крупный потребитель мела, используется при производстве извести, цемента. Так же мел используется в бумажной промышленности - как пигмент и наполнитель при производстве картона и бумаги. В фармации при производстве лекарств.

Мрамор— метаморфическая горная порода, состоящая из кальцита CaCO3. Твёрдость — 2,5—5 по шкале Мооса, плотность — 2500—2800 кг/м³.

В мраморе почти всегда содержатся примеси других минералов, а также органические соединения. Примеси различно влияют на качество мрамора.Окраска мрамора также зависит от примесей. Оксид железа окрашивает его в красный цвет, сульфид железа — в сине-чёрный, железосодержащие силикаты— в зелёный, гидроксиды железа и карбонаты железа и марганца — в жёлтые и бурые тона. Серые, голубоватые и чёрные цвета могут быть обусловлены также примесями битумов или графита.

Мрамор используется как камень для памятников, для наружной облицовки и внутренней отделки зданий. Мраморные доски из чистого кальцитового мрамора применяют в электротехнике (панели приборных, распределительных, диспетчерских щитов). Мраморная крошка используется при изготовлении каменной мозаики и штукатурки. Мраморная мука находит применение в сельском хозяйстве.

2. Методы определения плотности

2.1. Метод сравнения с плотностью воды

Соединяют два из четырех свободных конца трубок между собой через тройник. На третий сосок тройника надевают резиновую трубку достаточной длины. Конец этой трубки опускают в мензурку с водой.

В один из сообщающихся сосудов наливают некоторое количество дистиллированной воды. В другой – такое же количество исследуемого раствора. Свободный конец трубки вытаскивают из мензурки и фиксируют положение жидкостей в сообщающихся сосудах.

Снова опускают конец трубки в мензурку и снова фиксируют положение жидкостей в сообщающихся сосудах.

Находят разность высот столбов жидкостей и производят расчет, учитывая, что высота уровня жидкости обратно пропорциональна ее плотности:

∆hв/∆hр = ρр/ρв, или ρр=∆hвρв/∆hр,

где ρВ и ρр — соответственно плотности дистиллированной воды

∆hв и ∆hр - разности высот столбов дистиллированной воды и исследуемого раствора.

2.2. Метод определение плотности жидкостей разной концентрации

Метод основан на определении плотности по измеренным в ходе эксперимента массе и объему растворов разной концентрации. Для опыта готовят навески вещества, например 5, 10, 15, 20г и т.д. Растворяют эти порции в достаточном для получения 100г раствора количестве воды. Расчет количества воды производят воспользовавшись формулой:

ω(растворенного в-ва ) = m(растворенного в-ва) /m(раствора )

Измеряют объем получившихся растворов. Производят расчет плотности по формуле:

2.3. Методы определения плотности твердого тела

Метод позволяет определить плотность вещества, имеющего плотность больше, чем у воды, и основан на действии архимедовой силы. Для проведения эксперимента готовят мензурку с водой и отмечают положение мениска жидкости. Взвешивают на весах исследуемое вещество. Затем погружают это вещество в мензурку с водой и снова фиксируют положение мениска жидкости. Производят расчет плотности по формуле:

где ρв – плотность исследуемого вещества, V2 и V1 – объемы жидкости после погружения и до погружения вещества соответственно.

3. Экспериментальная часть

3.1.. Эксперимент по определению плотностей растворов глюкозы и хлорида натрия

1) Приготовили растворы:

А) Раствор глюкозы

Для того чтобы получить раствор с разной концентрацией, отмерили на весах 5,10,40 г глюкозы. Растворили данные навески в воде для получения 100 мл раствора.

Б) Раствор хлорида натрия

Проделали то же самое, что и в предыдущем опыте только солью.

2) Собрали установку для измерения плотности растворов методом сравнения с плотностью воды (описание см. выше).

3) Один из сообщающихся сосудов налили 20 мл воды. В другой - 20 мл 5% раствора глюкозы. Свободный конец трубки вытащили из мензурки и зафиксировали положение жидкостей в сообщающихся сосудах.

4) Снова опустили конец трубки в мензурку и снова зафиксировали положение жидкостей в сообщающихся сосудах.

5) Нашли разность высот столбов жидкостей и произвели расчет, учитывая, что высота уровня жидкости обратно пропорциональна ее плотности:

∆hв/∆hгл = ρгл/ρв, или ρгл=∆hвρв/∆hгл,

где ρВ и ρгл — соответственно плотности дистиллированной воды и глюкозы,

∆hв, ∆hгл - разности высот столбов дистиллированной воды и глюкозы.

6) То же самое (п.3-5) проделали с 10 % -ым и 40 %- ым растворами глюкозы.

Читайте также: