ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ЖИДКОСТЕЙ И ТВЕРДЫХ ТЕЛ АРЕОМЕТРОМ ПОСТОЯННОГО ОБЪЕМА.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Измерение плотности жидких и твердых тел ареометром постоянного объема.

ПРИНАДЛЕЖНОСТИ: Ареометр постоянного объема, сосуды с жидкостями, мелкие разновески, испытываемое твердое тело.

КРАТКАЯ ТЕОРИЯ.

Ареометр постоянного объема, предложенный Никольсоном /рис.1/, представляет собой поплавок специальной формы. Он состоит из пустотелого цилиндра 1, обеспечивающего сравнительно большую грузоподъемность при плавании, площадки 2 для разновесок и тела, и чашечки 3, на которую помещают исследуемое тело при взвешивании его в жидкости.

Масса ареометра рассчитана так, что верхняя часть цилиндра, срезанная на конус, при плавании ненагруженного прибора высовывается из воды. Устойчивость при плавании обеспечивается низким положением центра масс прибора, что осуществляет груз 4. Из закона Архимеда следует, что всякое плавающее тело вытесняет массу жидкости, вес которой равен весу тела. На шейке ареометра имеется метка " n", до которой его погружают в жидкость. Это достигается тем, что на площадку 2 кладут разновески определенной массы.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ЖИДКОСТИ.

Пусть масса ареометра m, а масса разновесок, нужных для погружения ареометра в воду до метки " n ", равна m₁. Тогда вес вытесненной воды будет равен (m+m₁)g. Теперь погрузим ареометр в исследуемую жидкость. Пусть в этом случае понадобилась догрузка m₂. И вес такого же объема вытесненной ареометром исследуемой жидкости будет равен (m+m₂)g.

Очевидно, что объем вытесненной воды

и исcледуемой жидкости:

где r₁ -плотность воды, r₂ - плотность исследуемой жидкости. Но V_в=V_ж.

Поэтому

откуда для плотности исследуемой жидкости получим:

. (1)

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ТВЕРДЫХ ТЕЛ.

Для определения плотности твердого тела вновь определяют догрузку m₁, нужную для погружения ареометра в воду до метки " n". Затем разновески m₁ снимают и кладут исследуемое твердое тело, догружая его разновесками m₃ так, чтобы ареометр снова погрузился в воду до метки " n". В результате масса тела будет равна:

m = m₁- m₃

Положив тело на чашку 3, ареометр вновь погружают в воду и кладут на площадку 2 нужную догрузку m₄. Тогда масса вытесненной телом воды будет равна m₄– m₃ и плотность тела определится по формуле:

, (2)

где r ₁ - плотность воды.

ХОД ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ЖИДКОСТИ.

Взвесив ареометр на весах, погрузите его в дистиллированную воду и найдите массу разновесок m₁, нужную для погружения ареометра до метки " n". Ввиду большой чувствительности ареометра не следует проявлять большую поспешность в выборе разновесок. Надо начинать с самых мелких. Нельзя допускать, чтобы площадка 2 касалась воды.

Тщательно просушив, погрузите ареометр в другую жидкость и определите догрузку m₂. Полученные данные занесите в таблицу 1. Вычислите плотность жидкости по формуле 1. Определите ошибку измерений по программе 2.

ТАБЛИЦА 1.

Масса ареометра	Догрузка при погружении в воду	Наименов. жидкости	Догрузка при погружен. в жидкость	Плотность воды ( из табл.)	Плотность жидкости

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ТВЕРДОГО ТЕЛА.

Определите догрузку m ₁, нужную для погружения ареометра в воду до метки " n", затем снимите разновески и положите твердое тело, догружая разновесками m₃. Переложите тело на нижнюю чашку 3 и найдите догрузку m₄. Затем по формуле 2 определите плотность тела. Данные измерений занесите в таблицу 2.

ТАБЛИЦА 2.

Испытуемое тело	Догрузка свободного ареометра	Догрузка	Масса тела	Масса воды	Плотность воды	Плотность тела

Рассчитайте ошибку измерений.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.

1. Дайте определение массы, веса, плотности и удельного объема тела.

2. От каких параметров они зависят?

3. От каких причин зависит точность определения плотности тел ареометром постоянного объема?

4. Каковы преимущества и недостатки ареометра постоянного объема?

ЛИТЕРАТУРА.

1. Лабораторные работы под редакцией Зильбермана А.Н.

2. Савельев И.В. Курс общей физики. т, 1.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3

⇐ Предыдущая 2 3 4 5 6 789 10 11 Следующая ⇒