Determinarea densității substanțelor

În industrie și agricultură, există necesitatea de a cunoaște densitatea materialelor utilizate, de exemplu, greutatea și volumul betonului pentru betoniști sale densitate calculată prin turnarea fundației, coloane, pereti, pilele de pod, pante, baraje etc. Densitatea materiei - .. Este o cantitate fizică ce caracterizează greutate corporală, se face referire la volumul său.

Se presupune aici că corpul este solid, fără goluri și alte substanțe impurități. Această valoare se reflectă în diferite substanțe din tabelele de referință. Dar este interesant de știut cum să umple acest tip de tabel, ca densitate determinată de substanțe necunoscute. Cele mai simple de metode de a determina densitatea substanțelor:

• pentru lichide folosind un hidrometru;

• Pentru lichide și solide prin măsurarea volumului și masei, și calcularea formulei.

Uneori, din cauza corpuri cu forme neregulate sau dimensiunea lor mare poate fi dificil sau chiar imposibil să se determine valoarea lor cu o riglă sau un pahar de laborator. Întrebarea devine, ce metodă pentru a determina densitatea lor, fără a recurge la volumul de măsurare, sau dacă nu se poate determina masa unei substanțe?

Obiectiv: Soluția sarcinilor experimentale pentru determinarea densității diferitelor substanțe.

Obiective: 1) Pentru a studia diferite metode de determinare a densității substanțelor descrise în literatură

2) Se măsoară densitatea anumitor metode substanțe propuse în literatura de specialitate și evaluează fiecare erori metoda de delimitare

3) Se determină densitatea unei substanțe necunoscute bazată pe metodele identificate.

4) sub formă de soluții saline tabele de densitate și zahăr

4 concentrații diferite de sulfat de cupru.

Materiale și metode Studii: Studiile au fost efectuate la substanțe comune: soluție salină 10%, 10% sulfat de cupru soluție, apă, aluminiu, oțel, etc. Dispozitivele utilizate pentru măsurătorile patra clasa de precizie: .. Echilibrul greutăților, vase comunicante hidrometrului lichidului din manometru, precum și un set de corpuri calorimetrice. Experimentele au fost efectuate la temperatura camerei (20-250S) în spațiile școlare, în studiul fizicii.

5 11. 3. Determinarea densității lichidului a) cântărirea corpului unei metode în aer și lichid necunoscut

Obiectiv: Pentru a determina densitatea (soluție de sulfat de cupru) lichid. Ρ0 densitatea apei este de 1000 kg / m.

Instrumentation: dinamometru, un fir, un vas cu apă, un vas cu un lichid necunoscut, corpul setului de corpuri calorimetrice.

Procedură: Folosind un dinamometru pentru a determina greutatea corporală a aerului (P1), în apă (P2) și într-un fluid necunoscut (P3).

forța lui Arhimede Arhimede care acționează asupra unui corp în apă este egală cu

FA = P1-P2, și un lichid necunoscut:

Conform principiului lui Arhimede, vom scrie

Rezolvarea sistemului de ecuații (1) și (2) a determina densitatea unui fluid necunoscut:

ρ = (P1-P3) / Vg, V = (P1-P2) / ρ0g, ρ = (P1-P3 / P1-P2) ρ0.

ρ = (1 H-0,6H / 1 H-0,7H) 1000 kg / m3 = 400h kg / m3 / 0,3H = 1,333 (3) kg / m3 b) metoda comparației cu o densitate a apei

Hardware: vase comunicante de tuburi de sticlă (cu scală), un tub de cauciuc, pahar, bulb pipeta (sau borcane de sticlă) cu diferite lichide.

Procedură: 1. La un capăt al vaselor comunicante, uzura cauciuc

6, un tub (pre-holding ultima, astfel încât navele în comunicarea prin aceasta aerul nu este introdus).

2. Navele dispenseze comunicând turnat în lichidul de testare (până la un anumit nivel).

3. Se toarnă (până la un anumit nivel) cu apă distilată într-un pahar.

4. Capătul liber al tubului de cauciuc este imersat (până la partea de jos) într-un pahar de laborator (Fig. 1). Astfel, nivelul de lichid în coturile vaselor comunicante schimba (H1 spun - diferența de nivel în coturile)

5. Lichidul probă este turnat din vas în comunicare și apă distilată în schimb a fost turnat la nivelul anterior.

6. turnarea din apa pahar se toarna in ea lichidul de testat la nivelul anterior.

7. cufundat din nou capătul liber al tubului de cauciuc într-un pahar de laborator și din nou, constată o diferență de nivel.

Deoarece înălțimea nivelului de lichid este invers proporțională cu densitatea sa, se poate scrie: h1 / h2 = ρx / ρv sau ρV = h2ρV / h1, și în care ρV ρX - respectiv densitatea de apă distilată și lichidul de probă.

h1 = 3,5 cm h2 = 5 cm

ρX = 5 cm / 3,5 cm 1000 kg / m3 = 1428 kg / m3

Astfel, cunoscând densitatea lichidului, puteți vedea ceea ce am investigat lichid. În acest caz, sulfatul de cupru.

7 2. Determinarea densității unui solid) Metodă de cântărire unui eșantion în aer și apă

Echipamente: Instrument cu greutăți, o sticlă de 0,5 L, fir și bucăți de sârmă, mostre de testare (piese din aluminiu, staniu, granit, lemn, o placă de plexiglas, plută).

performanță Metoda: Metoda propusă permite determinarea densității oricărei substanțe (având o densitate mai mare sau mai mică decât cea a apei) prin cântărirea specimenului în aer și apă.

Să m1 - masa corpului de a fi studiate. Apoi, putem găsi greutatea în aer, după cum urmează:

P = M1G, (1) unde g - accelerația gravitațională. Submersă acest corp are o greutate

forță flotabilitate Aici fa-:

(V - volumul de apă dislocuit de corp, ρV - densitatea).

Balanseaza, obținem:

P2 = m2g, (4) unde este - masa greutăților să fie plasate pe cupa stanga pentru a echilibra scale. (1) - (4) obținem: m2 = m1-ρvV (5)

Deoarece volumul V este egal cu volumul unui corp scufundat în apă, se poate scrie:

V = m1 / ρx (6) în care ρx - densitatea materialului din care include corpul de testare. De la (5) și (6) găsim:

Ordinea de performanță:

/. Densitatea organismelor investigate de densitatea apei.

1. Se determină masa m1 a corpului de testare.

2. Legați la firul corp investigat lăsat tigaie și cufundat într-un pahar cu apă (până la imersiune totală).

3. La aceeași ceașcă plasat greutăți m2 greutate necesară pentru echilibrarea ponderilor.

4. Conform formulei (7) determină densitatea ρx a corpului de testare. Rezultatele măsurătorilor sunt incluse în tabelul 1.

Substanță m1, 10-3 m2, 10-3 ρx, 103 ρy, 103 ε,%

kg kg kg m -3 kg m-3

Aluminiu 21,85 13,65 2,664 2,698 1,2

Tin 62.4 53.85 7.298 7.2982 0.003

Granit 17,35 10,75 2,628 2 5-3 5

Plexiglass 0,75 1,23 1,18 3,75 4.2

ΙΙ. Densitatea organismelor de testare este mai mică decât densitatea apei.

1. Se măsoară m1 masa corpului de testare.

2. Corpul este atașat rigid la stânga tigaie cu trei bucăți de sârmă de cupru (diametru 0.5-0.7 mm, două bucăți de o lungime de 10 - 15 cm, una -30 - 35 cm). În acest scop, capetele sunt răsucite într-un pachet în care acul de armare din oțel (sau o bucată de sârmă conicitate rigid), iar capetele superioare ale firelor scurte este fixat la cupa proeminențelor greutățile (Fig. 2).

Balanseaza. Apoi înțepați corpul de testare pe ac.

3. Corpul este complet cufundat în apă și lăsat la greutatea pan a fost adăugată m2 de masă și de a atinge greutățile de echilibrare. conform formulei

ρx = m1 / (m1 + m2) ρx găsi densitatea corpului de testare. Rezultatele măsurătorilor sunt incluse în tabelul 2.

substanță m3,10-3 PX m2,10-3kg, 103 kgm-3 ρy, Table. ε,%

Cork Arborele 22,5 0,14 0,2 3,7 30

20 25 2,2 0,44 0,45 b) Metoda bazată pe organisme condițiile de navigație.

Hardware: o bucată de vas plastilină de formă cilindrică cu apă

(Ρ = 1 g / cm3), riglă.

Procedură: 1. cufunda într-un recipient de apă și o bucată de măsură schimbări plastilina riglă în h1 nivelului de lichid în vas.

2. Fabricarea de lut „barca“, și să înoate într-un recipient cu apă. Re-măsoare schimbarea h2 nivelul lichidului.

3. Găsiți argilă densitate de formula:

ρplast = mplast / Vplast = ρSh2 / SH1 = ρVh2 / h1

ρplast = ρVh2 / h1 h1 = h2 = 4mm 2mm

Determinarea densității unei substanțe necunoscute

Obiectiv: Pentru a determina densitatea unei substanțe X necunoscută în stare solidă. Substanța X nu este solubil în apă și reacționează cu ea chimic.

Hardware: pahar de sticlă cu tubul de apă, o linie de măsurare, o substanță necunoscută X sub formă de bucăți mici.

Proceedings: În primul rând pus într-un tub de testare numai substanță necunoscută X și tub de imersiune marca adâncimea H. Apoi, îndepărtați tuburile din substanța X și turnați cât mai multă apă că adâncimea de imersie H în al doilea experiment a fost aceeași ca și în primul experiment. În acest caz, masa de apă MW in vitro, în al doilea experiment, mx este masa unei substanțe necunoscute în primul experiment: GM = Mx

Densitate ρX substanță X poate fi calculată folosind ecuația ρX = mX / VX = mB / VX posibil pentru a reduce erorile de măsurare în determinarea adâncimii H tuburilor de imersie folosiți, următoarea metodă.

Se toarnă într-un pahar de apă, astfel încât nivelul acesteia a fost de aproximativ 1 cm sub margine. Încărcarea tubului substanță necunoscută X în porțiuni mici, se va realiza o astfel de adâncime de imersiune, la care muchia superioară a tubului a fost la marginea superioară a recipientului. Aceste tuburi de prevedere poate fi determinată cu mare precizie, folosind o riglă, a pus pe partea de sus a sticlei.

Apoi, înlocuind apa substanta necunoscuta, vom realiza exact aceeași adâncime a tubului de imersie, turnarea treptat în apă.

Se măsoară înălțimea h1 a nivelului apei în tub. Volumul de apă în tub este

VB = SH1, unde S - aria secțiunii transversale interioară a tubului. Omită utilizate anterior în experiment substanță necunoscută într-un tub de testare cu apă și se măsoară înălțimea nivelului apei h2 în acesta. substanță Cilindree Vx zona expres S prin tuburile secțiunii transversale interioare și modificarea nivelului apei înălțimea h2 - h1 in vitro când scăderea substanței în apă:

Densitatea substanței egale ρX

ρX = mX / VX = mB / VX = ρVVV / VX = ρVSh1 / (S (h2-h1)),

h1 = 3. 3 cm h2 = 3,8 cm

ρX = 1000 kg / m3 3,3 cm / (3,8 cm-3,3 cm) = 3,3 cm

1000 kg / m3 / 0,5 cm = 6,6 cm până la 1000 kg / m3 = 6600 kg / m3

Comparând cu datele tabelare, rezultatele noastre, putem presupune că o substanță necunoscută - zinc.

Determinarea densității lichidelor de concentrații diferite

Scop: Pentru a determina densitatea soluțiilor de sare, zahăr și diferite concentrații de sulfat de cupru. Pe baza datelor obținute pentru a face din tabel. Hardware: Cîntar de greutăți, tubul (250 ml), cupa de aluminiu.

Ingrediente: zahăr, sare, sulfat de cupru. Proceedings: a) soluție salină

Pentru a obține o soluție cu o concentrație diferită, este necesar să se adauge o linguriță de sare (5,6g) în apă. După fiecare linguri nevoie pentru a măsura greutatea și volumul soluției rezultată, având în vedere că sticla m = 44,75g.