Sprawozdanie ćw.6 Fizyka PDF

Preview

Summary

Wyznaczanie gęstości ciał stałych i cieczy1. Wstęp● Gęstość ciała jednorodnego to stosunek masy 𝜌 tego ciała 𝑚 do jegoobjętości V. Za jej pomocą można określić rodzaj materiału orazstężenie roztworu. Gęstość ciał zależy od temperatury, ponieważ odtemperatury zależy objętość ciała V.● Masa to wielkoś...

Description

Wyznaczanie gęstości ciał stałych i cieczy 1. Wstęp

● Gęstość ciała jednorodnego to stosunek masy tego ciała do jego objętości V. Za jej pomocą można określić rodzaj materiału oraz stężenie roztworu. Gęstość ciał zależy od temperatury, ponieważ od temperatury zależy objętość ciała V.

● Masa to wielkość elementarna niezależna od grawitacji. Wszędzie jest taka sama. Masę sprawdza się za pomocą porównanie jej ciężaru z ciężarem ciała o znanej masie. Różny może być ciężar ciała, który jest wypadkową siły grawitacji. Q(ciężar) = m*g(stała)

● Objętość nieregularnego ciała, można obliczyć zanurzając w wodzie i mierząc objętość cieczy wypartej (prawo Archimedesa). Prawo to mówi, iż na ciało zanurzone w cieczy działa siła wyporu Fw , skierowana pionowo do góry i równa ciężarowi cieczy wypartej przez to ciało. Gdy jest znana gęstość cieczy i objętość wypartej cieczy to Fw = m*g ฀ Fw = p*V*g. 2. Obliczenia Wyznaczanie gęstości ciała stałego metodą wagi hydrostatycznej Gęstość materiału z próbki 𝑚

𝑝𝑝 =

𝑚𝑝−𝑚𝑤

𝑝𝑝 =

40,6 40,6−35,77

𝑝

𝑝𝑤 * 0, 9982 = 8, 39 [

𝑔

2

𝑐𝑚

]

Niepewność masy 𝑢 (𝑚) = 𝑢 (𝑚) 𝑐

𝑢𝑐(𝑚) =

∆𝑚

𝑢𝑐(𝑚) =

0,05

𝑏

3 3

= 0, 029 𝑔

Złożona niepewność standardowa gęstości u(p)

𝑝 𝑢(𝑚)

𝑢(𝑝) =

𝑤

( 𝑚𝑝−𝑚𝑤)

2

2

0,9982*0,029

𝑢(𝑝) =

2

𝑚𝑝 + 𝑚 𝑤

2

2

40, 6 + 35, 77 = 0, 067 [

2

(40,6−35,77)

𝑔

2

𝑐𝑚

]

Wyznaczanie gęstości cieczy metodą wagi hydrostatycznej Gęstość wodnego roztworu NaC 𝑚 −𝑚

𝑝𝑤

𝑝𝑐 =

𝑚𝑝−𝑚𝑤

𝑝𝑐 =

15,33−9,44 15,33−9,95

𝑝

𝑐

* 0, 9982 = 1, 09 [

𝑔

]

2

𝑐𝑚

Niepewność masy 𝑢𝑐(𝑚) = 𝑢𝑏(𝑚) 𝑢𝑐(𝑚) =

∆𝑚

𝑢𝑐(𝑚) =

0,05

3 3

= 0, 029 𝑔

Złożona niepewność standardową gęstości 𝑢(𝑝𝑐)

( )

𝑢 𝑝𝑐 =

( )

𝑢 𝑝𝑐 =

(

𝑝 𝑢(𝑚) 𝑤

𝑚 −𝑚 𝑝

𝑤

)

2

2

(𝑚 − 𝑚 ) + (𝑚 − 𝑚 ) + (𝑚 − 𝑚 )

2

𝑝

0,9982*0,029 2

(15,33−9,95)

*

𝑤

𝑝

𝑐

𝑐

2

𝑤

2

2

Gęstość wodnego NaC 𝑚 −𝑚

𝑝

𝑚𝑤−𝑚0

𝑝𝑐 =

130,25−70,12 125,84−70,12

𝑐

0

𝑤

* 0, 9982 = 1, 08 [

𝑔

2

𝑐𝑚

]

Niepewność masy 𝑢𝑐(𝑚) = 𝑢𝑏(𝑚) 𝑢𝑐(𝑚) =

∆𝑚

𝑢𝑐(𝑚) =

0,05

3 3

= 0, 029 𝑔

Złożona niepewność standardową gęstości 𝑢(𝑝 ) 𝑐

( 𝑐)

𝑢 𝑝 =

𝑝 𝑢(𝑚) 𝑤

( 𝑚𝑝−𝑚0)

2

2

𝑔

2

𝑐𝑚

Wyznaczanie gęstości cieczy przy użyciu piknometru

𝑝𝑐 =

2

(15, 33 − 9, 95) + (15, 33 − 9, 44) + (9, 44 − 9, 95) = 0, 008 [

2

(𝑚𝑤 − 𝑚0) + (𝑚𝑐 − 𝑚0) + (𝑚𝑐 − 𝑚𝑤)

2

]

( )

0,9982*0,029

𝑢 𝑝𝑐 =

2

*

2

(125,84−70,12)

2

2

(125, 84 − 70, 12) + (130, 25 − 70, 12) + (130, 25 − 125, 84) = 0, 00

Wyznaczanie gęstości ciał stałych przy użyciu piknometru Gęstość materiału z próbki 𝑚 𝑚+𝑚𝑤−𝑚𝑝

𝑝 =

𝑚 𝑉

𝑝 =

34,23 34,23+125,84−156,85

=

𝑝𝑤 * 0, 9982 = 10, 61 [

𝑔

2

𝑐𝑚

]

Niepewność masy 𝑢𝑐(𝑚) = 𝑢𝑏(𝑚) 𝑢𝑐(𝑚) =

∆𝑚

𝑢𝑐(𝑚) =

0,05

3

= 0, 029 𝑔

3

Złożona niepewność standardową gęstości 𝑢(𝑝) 𝑤

𝑚+𝑚 −𝑚 𝑤

𝑢(𝑝) =

(

𝑝 𝑢(𝑚)

𝑢(𝑝) =

𝑝

𝑚 −𝑚 𝑤

𝑝

𝑚

(

0,9982*0,029 34,23+125,84−156,85

)

2

+ 2

125,84−156,85 34,23

)

2

+ 2 = 0, 015 [

𝑔 2

𝑐𝑚

]

Wyznaczanie gęstości cieczy przy użyciu naczyń połączonych Gęstość badanej cieczy 𝑝 = 𝑝𝑤

ℎ −ℎ 2

1

3

1

ℎ −ℎ

𝑝 = 0, 9982 *

58,1−42,6 60,2−42,6

= 0, 88 [

𝑔

2

𝑐𝑚

]

Niepewność poziomu 𝑢𝑐(ℎ) = 𝑢𝑏(ℎ) 𝑢𝑐(ℎ) =

∆ℎ

𝑢𝑐(ℎ) =

0,1

3 3

= 0, 058 𝑐𝑚

Złożona niepewność standardową gęstości badanej cieczy 𝑢(𝑝) 𝑢(𝑝) =

𝑤

2

(ℎ −ℎ ) 3

𝑢(𝑝) =

(ℎ2 − ℎ1)2 + (ℎ2 − ℎ3)2 + (ℎ3 − ℎ1)2

𝑝 𝑢(ℎ) 1

0,9982*0,058 2

(60,2−42,6)

2

2

2

(58, 1 − 42, 6) + (58, 1 − 60, 2) + (60, 2 − 42, 6) = 0, 004[

Wyznaczanie gęstości cieczy przy użyciu rurek Harego

𝑔

2

𝑐𝑚

]

Gęstość 𝑝𝑐 wodnego roztworu NaCl 𝑝𝑐 = 𝑝𝑤

ℎ −ℎ 2

1

4

3

ℎ −ℎ

𝑝𝑐 = 0, 9982 *

54,5−9,8 53,8−10,3

= 1, 025 [

𝑔

2

𝑐𝑚

]

Niepewność poziomu 𝑢𝑐(ℎ) = 𝑢𝑏(ℎ) 𝑢𝑐(ℎ) =

∆ℎ

𝑢𝑐(ℎ) =

0,1

3 3

= 0, 058 𝑐𝑚

Złożona niepewność standardową gęstości roztworu

( 𝑐)

𝑢 𝑝 = 𝑝𝑐 * 𝑢(ℎ) *

( )

⎡ ⎤ 1 1 ⎥ 2⎢ ⎢ (ℎ −ℎ )2 + (ℎ −ℎ )2 ⎥ 4 3 ⎣ 2 1 ⎦

𝑢 𝑝𝑐 = 1, 025 * 0, 058 *

1 2⎡⎢ 2 + ⎣ (54,5−9,8)

1

2

(53,8−10,3)

⎤ = 0, 003 [ 𝑔 ] ⎥ 2 𝑐𝑚 ⎦...