Визначення густини твердих тіл. Тема "Визначення щільності твердих тіл у різний спосіб."

Визначеннящільностітвердийтелнеправильноюформи

Зазначена вище характеристика твердих тіл говорить про те, що їх обсяг не може бути підрахований добутком даних, отриманих при вимірі таких параметрів, як довжина, ширина і т. д. Натомість може бути застосований інший прийом визначення величини V, наприклад витіснення. Прикладами твердих тіл неправильної форми можуть служити камінь, який має щільність вище, ніж вода, і пробка, яка менш щільна, ніж вода.

Визначеннящільностікаменю.
Вимірювальний циліндр, розміри якого достатні для приміщення в нього каменю, наповніть частково водою (рис. 2.5, а). Позначте об'єм V води у вимірювальному циліндрі та запишіть його в см, а не в мл. Було б розумно вибрати таку кількість води, щоб її вихідний об'єм V 1 виражався як цілого числа, наприклад 20 або 30 см 3 , щоб потім легше було виробляти віднімання. Визначте масу каменю m за допомогою ваги. Потім прив'яжіть до каменю нитку і обережно опустіть його у воду, щоб він повністю поринув у неї. (Як ви думаєте, чому використовується нитка, а не дріт?) Рівень води підніметься і покаже обсяг V 2 , який ви зчитуєте зі шкали вимірювального циліндра. Цей обсяг є сумарним обсягом води та каменю. Отже, обсяг V каменю визначається з формули V = V 2 - V 1 .

Примітка. Обсяг використовуваної води не змінився, але камінь зайняв частину об'єму, який був заповнений водою, і тому рівень води піднявся.

Щільність у каменя може бути підрахована за формулою:



Цей метод працює лише твердих тіл, які розчиняються у питній воді. Якщо у воду вміщено розчинне тверде тіло, то рівень води може взагалі не піднятися. Молекули цього твердого тіла розподіляються рівномірно за обсягом і впровадяться в «простір» між молекулами води.

Корок. Щоб визначити обсяг твердого тіла, плаваючого у питній воді, наприклад пробки, до нього слід прикріпити грузило, що забезпечує повне занурення пробки. Наповніть відливну посудину водою і дайте їй витекти так, щоб рівень води в посудині знаходився точно на рівні стоку (рис. 2.5, б). Помістіть вимірювальний циліндр під стоком. Потім прикріпіть нитку до грузила і опустіть його у воду до повного занурення. Об'єм V 1 грузила змусить витікти рівний йому обсяг води в вимірювальний посуд. Об'єм V 1 води в вимірювальному циліндрі дорівнює об'єму грузила. Потім визначте масу m пробки за допомогою ваг. Зв'яжіть разом пробку та вантажило і опустіть цю пару твердих речовин у воду в посудині. Вода знову переллється через стік у вимірювальний посуд, цього разу в кількості, що дорівнює обсягу пробки. Об'єм V 2 води у вимірювальному циліндрі являє собою обсяг пробки і грузила. Об'єм V пробки підраховується за формулою V = V2 - V1. Таким чином, щільність проб-ки є.

Інструкційна карта №2

Лабораторна робота №1

Тема. ВИЗНАЧЕННЯ ЩІЛЬНОСТІ ТВЕРДОГО ТІЛА І РІДИНИ.

Ціль: визначити щільність твердих тіл та рідини.

Устаткування: ваги з різновагами; мірний циліндр; лінійка; тверді тіла (дерев'яний брусок, шматочок цукру, металевий циліндр з ниткою); склянка з рідиною, що досліджується (лимонад або мінеральна вода), сипучий матеріал (пісок).

Теоретична підготовка:Щільністю речовини називається величина, що дорівнює відношенню маси тіла mдо його обсягу V; інакше кажучи, густина речовини - це величина, що показує, чому дорівнює маса речовини в одиниці об'єму.

Щільність вимірюється в г/см 3 кг/м 3 .

Щоб знайти густину речовини, треба знати масу та об'єм тіла, яке зроблено з цієї речовини.

Експеримент № 1. Визначення густини тіл правильної геометричної форми.

Хід роботи:

1. Візьміть тіло правильної геометричної форми. Наприклад, дерев'яний брусок.

2. За допомогою вагів визначити масу бруска.

3. Визначити розміри бруска за допомогою лінійки. Обчислити об'єм бруска за формулою:

a- Довжина, см

b- ширина, см

h- Висота, см

4. Обчислити густину тіла.

5. Повторивши пункти 2-4, обчислити густину шматочка цукру.

Експеримент № 2. Визначення щільності рідин та сипких тіл.

Хід роботи:

1. Щоб визначити масу рідини, поставте порожню мензурку на ваги. Врівноважте ваги.

2. Налийте рідину в мензурку, за допомогою ваги визначте її масу.

3. По розподілу мензурки визначте об'єм налитої рідини.

4. Обчислити густину рідини.

5. Повторивши п.1-4, визначте густину сипучого матеріалу.

Експеримент № 3. Визначення густини тіл неправильної геометричної форми.

Хід роботи:

1. Візьміть тіло неправильної геометричної форми. Наприклад, шматок пластиліну або парафінову свічку.

2. За допомогою ваги визначити масу тіла.

3. Щоб визначити об'єм тіла неправильної форми, скористайтесь досвідом Архімеда:

Налийте у мірну мензурку воду. Запам'ятайте її обсяг.

Опустіть у воду тіло, обсяг якого хочете визначити. Запам'ятайте значення об'єму рідини.

Обчисліть різницю двох обсягів (початкового та кінцевого). Саме ця різниця і буде об'ємом тіла неправильної форми.

4. Обчислити густину тіла.

5. Повторивши пункти 1-4, обчислити густину металевого циліндра.

6. За таблицею густин визначте матеріал, з якого виготовлений циліндр.

Оформлення роботи:

1. Заповніть таблицю:

Досліджуване тіло, рідина	Маса m, г	Об'єм V, см 3	Щільність r
г/см 3	кг/м 3
ЕКСПЕРИМЕНТ №1
ЕКСПЕРИМЕНТ №2
ЕКСПЕРИМЕНТ №3

2. Зробіть висновок, у якому не забудьте вказати фактори, які могли б вплинути на точність результатів.

Переконайтеся, що тіло є водонепроникним, оскільки описаний метод має на увазі занурення тіла у воду. Якщо тіло порожнє або в нього може проникнути вода, ви не зможете точно визначити його об'єм, використовуючи цей метод. Якщо тіло поглинає воду, переконайтеся, що вода не зашкодить його. Не занурюйте у воду електричні або електронні предмети, оскільки це може призвести до ураження електричним струмом та/або пошкодження самого предмета.

• Якщо можливо, запечатайте тіло у водонепроникний пластиковий пакет (попередньо випустивши повітря). У цьому випадку ви обчислите досить точне значення об'єму тіла, оскільки об'єм пластикового пакета, швидше за все, буде невеликим (проти об'єму тіла).

Знайдіть ємність, у якій міститься тіло, обсяг якого ви обчислюєте.Якщо ви вимірюєте об'єм невеликого предмета, скористайтесь мірною склянкою з нанесеним градуюванням (шкалою) об'єму. В іншому випадку знайдіть ємність, об'єм якої можна легко обчислити, наприклад, ємність у формі прямокутного паралелепіпеда, куба або циліндра (склянку теж можна розглядати як ємність циліндричної форми).

• Візьміть сухий рушник, щоб покласти на нього тіло, витягнуте з води.

Наповніть ємність водою так, щоб у неї можна було повністю занурити тіло, але залиште достатньо місця між поверхнею води і верхньою кромкою ємності. Якщо основа тіла має неправильну форму, наприклад, закруглені нижні кути, заповнити ємність так, щоб поверхня води досягала частину тіла правильної форми, наприклад, прямі прямокутні стінки.

Позначте рівень води.Якщо ємність із водою прозора, позначте її рівень із зовнішнього боку ємності за допомогою водостійкого маркера. В іншому випадку позначте рівень води з внутрішньої сторони ємності, використовуючи кольорову клейку стрічку.

• Якщо ви використовуєте мірну склянку, то відзначати нічого не потрібно. Просто запишіть рівень води згідно з градуюванням (шкалою) на склянці.

Зануріть тіло повністю у воду.Якщо воно поглинає воду, зачекайте принаймні тридцять секунд, а потім витягніть тіло з води. Рівень води має опуститись, оскільки частина води знаходиться в тілі. Видаліть позначки (маркер або клейку стрічку) про попередній рівень води та позначте новий рівень. Потім знову зануріть тіло у воду і залиште його там.

Якщо тіло плаває, прикріпіть до нього важкий предмет (як грузило) і продовжіть обчислення з ним.Після цього повторіть обчислення виключно з грузилом, щоб знайти його об'єм. Потім відніміть об'єм грузила з об'єму тіла з прикріпленим грузилом і ви знайдете об'єм тіла.

• При обчисленні об'єму грузила прикріпіть до нього те, чим ви кріпили грузило до розглянутого тіла (наприклад, стрічку або шпильки).

Позначте рівень води із зануреним у неї тілом.Якщо ви використовуєте мірну склянку, запишіть рівень води згідно зі шкалою на склянці. Тепер ви можете витягнути тіло із води.

Зміна об'єму води дорівнює об'єму тіла неправильної форми.Спосіб вимірювання об'єму тіла за допомогою ємності з водою заснований на тому, що при зануренні тіла в рідину об'єм рідини з зануреним у неї тілом збільшується на величину об'єму тіла (тобто тіло витісняє об'єм води, що дорівнює об'єму цього тіла). Залежно від форми ємності з водою, що використовується, існують різні способи обчислення об'єму витісненої води, який дорівнює об'єму тіла.

Якщо ви використовували мірну склянку, то у вас записано два значення рівня води (її обсягу).У цьому випадку значення об'єму води з зануреним у неї тілом відніміть значення об'єму води до занурення тіла. Ви отримаєте об'єм тіла.

Якщо ви використовували ємність у формі прямокутного паралелепіпеда, виміряйте відстань між двома мітками (рівень води до занурення тіла та рівень води після занурення тіла), а також довжину та ширину ємності з водою. Об'єм витісненої води знайдіть за допомогою перемноження довжини та ширини ємності, а також відстані між двома мітками (тобто ви обчислюєте об'єм невеликого прямокутного паралелепіпеда). Ви отримаєте об'єм тіла.

• Не виміряйте висоту ємності з водою. Виміряйте лише відстань між двома мітками.
• Використовуйте

1. У мензурку наливаємо воду до певного рівня. Опускаємо циліндр у мензурку, при цьому рівень води піднімається на Nподілів. Ціна поділу мензурки. Виймаємо циліндр із мензурки.

2. Опускаємо у мензурку тверде тіло неправильної форми. Об'єм
, де n- Число поділів, на яке піднялася витіснена тілом вода. За абсолютну похибку можна сприйняти
. Тоді відносна похибка:

3. Зважуємо тіло та визначаємо масу:
;

4. Абсолютна похибка маси:

5. Щільність визначається за такою формулою: ρ=m/V т

Абсолютна та відносна похибки, як і у випадку циліндра будуть:

Висновок: остаточні значення об'єму та щільності циліндра:

Vц =(70.690.62)см 3

ρ ц =(1.560.01)см 3

Значення об'єму та щільності тіла неправильної форми:

V=(25.250.25)см 3

ρ =(3.960.04)г/см 3

Значення Vі записані з точністю до 2-го знака, т.к. до розрахунку входять величини (висота та діаметр), які можуть бути визначені лише з такою точністю.

Похибка об'єму тіла неправильної форми непрямим чином пов'язана з похибкою об'єму циліндра, отже, перша не може бути меншою за другу. Таким чином, запис об'єму тіла неправильної форми не можна вважати вірним.

В цьому випадку необхідний наступний розрахунок:

.

Вважаючи Nі nпостійними, маємо  Vт =  Vц =0.62см 3 , =  Vц/ Vт = 2.56%, тобто. Vт =(25.250.62)см 3 .

Контрольні питання

Маса та щільність тіла.

Визначення обсягів тіл правильної форми.

Визначення об'ємів тіл неправильної форми.

Пристрій та принцип роботи важелів.

Як зміниться результат визначення маси того самого тіла на важельних вагах при перенесенні їх із Землі на Місяць.

Лабораторна робота№ 5

Визначення густини

методом пікномера

УстаткуванняКабіна: пікнометр, електричні ваги, дистильована вода, рідина, що досліджується, шматочки досліджуваного твердого тіла.

Ціль: освоїти визначення густини методом пікнометра, закріпити навички роботи з вагами.

Коротка теорія роботи

Пікнометр є посудиною строго певного постійного обсягу. Пікнометри, що майже завжди виготовляються зі скла (внаслідок його малої хімічної активності), мають дуже різноманітні форми.

За допомогою пікнометра визначається як щільність рідини, так і щільність твердої речовини. Вимірювання щільності пікнометром засноване на зважуванні речовини, що знаходиться в ньому, заповнює пікнометр до мітки на горловині.

Щільність рідини може бути визначена з почергового зважування порожнього пікнометра, пікнометра з дистильованою водою та пікнометра з рідиною, що досліджується.

Нехай маса пікнометра буде - m, маса пікнометра, наповненого досліджуваною рідиною – М, маса пікнометра, наповненого дистильованою водою – М`, тоді маса досліджуваної рідини буде ( М–m), а маса дистильованої води - ( М`–m). Щільність рідини, внаслідок рівності обсягів, визначиться за такою формулою:

. (5.1)

де ρ ` – щільність дистильованої води при цій температурі.

Але нами не враховано той факт, що зважування проводиться у повітрі. Виведемо точну формулу, яка враховує густину повітря. Введемо такі позначення: V– внутрішній обсяг пікнометра (його ємність), ρ ` – щільність дистильованої води при температурі досвіду (див. табл. додаток I), ρ - Справжня щільність досліджуваної рідини, ρ в – щільність повітря ( ρ =0.0012 г/см 3), ρ p – густина різновесок. Тоді V ρбуде справжня маса рідини, що міститься в пікнометрі; V ρ`- справжня маса води в тому ж обсязі; V ρв – маса повітря, що витісняється досліджуваною рідиною або дистильованою водою з пікнометра;
або
маса повітря, що витісняється різновесками, що врівноважують відповідно досліджувану рідину або дистильовану воду. На підставі факту рівноваги ваг для досліджуваної рідини маємо:

або

. (5.2)

Аналогічно для дистильованої води:

(5.3)

Відносячи рівність (5.2) до рівності (5.3), маємо:

,

або, враховуючи (5.1):

(5.4)

Формула (5.4) дозволяє визначити за допомогою пікнометра щільність будь-якої рідини.

Якщо є тверда речовина у вигляді великої кількості досить дрібних шматочків неправильної форми, нерозчинна у воді, в цьому випадку щільність можна визначити методом пікнометра.

Нехай m- маса по можливості більшої кількості шматочків твердого тіла, що досліджується, маса пікнометра з дистильованою водою M 1 , М– маса пікнометра з дистильованою водою та шматочками твердого тіла (при поміщенні шматочків твердого тіла у пікнометр надлишки води, що піднялися вище ризики, прибрати за допомогою фільтрувального паперу). Об'єм шматочків твердого тіла ( m/ ρ 1) дорівнюватиме обсягу витісненої води
тобто.
, звідки щільність твердого тіла без урахування поправки на повітря буде:

(5.5)

Тут ρ ` – щільність дистильованої води при цій температурі. Для обліку поправки в повітря введемо такі позначення: V– сумарний обсяг шматочків твердого тіла, ρ – їхня справжня щільність, ρ в – щільність повітря, ρ p – густина різновесок. Тоді ( V ρ) - Справжня маса шматочків досліджуваного тіла, ( V ρ`) – справжня маса витісненої ними води, ( V ρв) - маса повітря, витісненого шматочками твердого тіла або водою в тому ж обсязі; ( m/ ρ р) ρ в – маса повітря, витісненого різновісками, що врівноважують шматочки;
- Маса повітря, витісненого різновижками, що врівноважують воду. Звідси для шматочків досліджуваного тіла

Аналогічно для води: (5.7)

Ділячи почленно рівність (5.6) на (5.7), отримаємо

звідки
(5.8)

Вираз (5.8) дозволяє визначити методом пікнометра густину твердого тіла.

Завдання:

1. Продумати хід та намітити план експерименту (об'єкт дослідження задається викладачем).

2. Підготувати форму звіту.

5. Оформити звіт.

У промисловості та сільському господарстві є необхідність знати щільність використовуваних речовин, наприклад, масу та об'єм бетону за його щільністю розраховують бетонники при заливанні фундаменту, колон, стін, мостових опор, укосів, гребель і т. д. Щільність речовини – це фізична величина, що характеризує масу тіла, віднесену до його об'єму.

При цьому передбачається, що тіло є суцільним, без порожнин та домішки іншої речовини. Ця величина для різних речовин відображена у довідкових таблицях. Але цікаво знати, яким чином заповнюються такі таблиці, як визначають щільність невідомих речовин. Найпростіші способи визначення густини речовин:

для рідин за допомогою ареометра;

Для рідин і твердих тіл шляхом вимірювання об'єму та маси та обчислення за формулою.

Іноді через неправильну форму тіл або їх великі розміри буває важко або навіть неможливо визначити їх обсяг за допомогою лінійки або мензурки. Тоді виникає питання, яким способом визначити їх густину, не вдаючись до вимірювання об'єму, чи немає можливості визначити масу речовини?

Мета роботи: Розв'язання експериментальних завдань щодо визначення щільності різних речовин.

Завдання: 1) Вивчити різні методи визначення густини речовини, описані в літературі

2) Виміряти щільність деяких речовин методами, запропонованими в літературі та оцінити межі похибок кожного методу

3) Визначити густину невідомої речовини на основі виявлених способів.

4)Подати у вигляді таблиць щільність розчинів солі, цукру і

4 мідного купоросу різної концентрації.

Матеріали і методика досліджень: Дослідження проводилися з поширеними речовинами: 10% розчин солі, 10% розчин мідного купоросу, вода, алюміній, сталь і т. д. Для вимірювань використовувалися прилади 4-го класу точності: ареометр, сполучені судини від рідинного манометра, а також набір калориметричних тіл. Досліди проводилися за кімнатної температури (20-250С), у приміщенні школи, в кабінеті фізики.

5 11. 3. Визначення щільності рідини а) Метод зважування тіла у повітрі та невідомій рідині

Ціль: Визначити щільність рідини (розчину мідного купоросу). Щільність води ρ0 дорівнює 1000 кг/м.

Прилади: Динамометр, нитка, посудина з водою, посудина з невідомою рідиною, тіло з набору калориметричних тіл.

Хід роботи: За допомогою динамометра визначаємо вагу тіла у повітрі (P1), у воді (P2) та у невідомій рідині (P3).

FA=ρgV - сила

Архімеда Архімедова сила, що діє на тіло у воді, дорівнює

FA=P1-P2, а в невідомій рідині:

Відповідно до закону Архімеда запишемо

P1-P2=ρ0Vg, (1)

Вирішуючи систему рівнянь (1) і (2), знаходимо щільність невідомої рідини:

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

ρ= (1H-0,6H/1H-0,7H)1000 кг/м3 = 400H кг/м3/0,3H=1333,(3) кг/м3 б) Метод порівняння із щільністю води

Обладнання: судини, що сполучаються зі скляних трубок (зі шкалою), гумова трубка, мензурка, піпетка, колби (або скляні банки) з різними рідинами.

1. На один кінець сполучених судин надягають гумову

6 трубку (попередньо затиснувши останню, щоб через неї до сполучених судин не увійшло повітря).

2. Піпеткою наливають у сполучені судини досліджувану рідину (до певного рівня).

3. Наливають (до певного рівня) дистильовану воду у мензурку.

4. Вільний кінець гумової трубки занурюють (до дна) у мензурку (рис. 1). При цьому рівень рідини в колінах сполучених судин зміниться (нехай h1 - різниця рівнів у колінах)

5. Досліджувану рідину з судини, що сполучається, виливають і замість неї наливають дистильовану воду до попереднього рівня.

6. Виливши з мензурки воду, наливають до неї досліджувану рідину до колишнього рівня.

7. Знову занурюють вільний кінець гумової трубки в мензурку і знову знаходять різницю рівнів.

Оскільки висота рівня рідини обернено пропорційна її щільності, можна записати: h1/h2 = ρx/ρв, або ρВ=h2ρВ/h1, де ρВ і ρX - відповідно густини дистильованої води та досліджуваної рідини.

h1 = 3,5 см h2 = 5 см

ρX= 5 см/3,5 см 1000кг/м3 = 1428 кг/м3

Таким чином, знаючи густину рідини, можна дізнатися, яку рідину ми досліджували. У разі це мідний купорос.

7 2. Визначення щільності твердого тіла а) Метод зважування зразка у повітрі та воді

Обладнання: Ваги з різновагою, склянка на 0,5 л, нитки та шматки дроту, досліджувані зразки (шматки алюмінію, олова, граніту, дерева, платівка з плексигласу, коркова пробка).

Метод виконання роботи: Пропонований метод дозволяє визначити щільність будь-якої речовини (що має щільність більшу або меншу, ніж у води) за допомогою зважування зразка в повітрі та воді.

Нехай m1 – маса досліджуваного тіла. Тоді його вагу в повітрі можна знайти так:

Р = m1g, (1) де g - прискорення вільного падіння. Занурене у воду це тіло має вагу

Тут FA-архімедова сила:

(V – обсяг витісненої тілом води, ρВ – її щільність).

Врівноваживши ваги, отримуємо:

P2=m2g, (4) де та - маса гир, які необхідно помістити на ліву чашку, щоб урівноважити ваги. З (1) - (4) отримуємо: m2=m1-ρвV (5)

Оскільки об'єм V дорівнює об'єму зануреного у воду тіла, можна записати:

V=m1/ρx (6) де ρx - густина речовини, з якої складається досліджуване тіло. З (5) та (6) знаходимо:

ρx=m1/(m1-m2)ρв (7)

Порядок виконання роботи:

/. Щільність досліджуваних тіл більша за щільність води.

1. Визначають масу m1 тіла, що досліджується.

2. Прив'язують досліджуване тіло ниткою до лівої чашки терезів і опускають у склянку з водою (до занурення).

3. На цю чашку поміщають гирі масою m2 необхідні для врівноваження ваг.

4. За формулою (7) визначають густину ρx досліджуваного тіла. Результати вимірів заносять до таблиці 1.

Таблиця 1

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

кг кг кг м-3 кг м-3

Алюміній 21,85 13,65 2,664 2,698 1,2

Олово 62,4 53,85 7,2982 7,298 0,003

Граніт 17,35 10,75 2,628 2. 5-3 5

Плексиглас 3,75 0,75 1,23 1,18 4,2

ΙΙ. Щільність досліджуваних тіл менша за щільність води.

1. Виміряти масу m1 досліджуваного тіла.

2. Тіло жорстко кріплять до лівої чашки терезів за допомогою трьох шматків мідного дроту (діаметром 0,5 - 0,7 мм; два шматки завдовжки 10 - 15 см, один -30 - 35 см). Для цього їх кінці скручують у джгут, у якому зміцнюють сталеву голку (або шматочок жорсткого загостреного дроту), а верхні кінці коротких дротів кріплять до виступів чашки ваг (рис. 2).

Врівноважують ваги. Потім наколюють тіло, що досліджується, на голку.

3. Тіло повністю занурюють у воду, а на ліву чашку терезів додають гирі масою m2 і домагаються рівноваги терезів. За формулою

ρx=m1/(m1+m2)ρx знаходять щільність досліджуваного тіла. Результати вимірів заносять до таблиці 2.

Таблиця 2

речовина m3,10-3 m2,10-3кг pх,103 кгм-3 ρy, табл. ε,%

Пробка Дерево 3,7 22,5 0,14 0,2 30

20 25 0,44 0,45 2,2 б) Метод, заснований за умов плавання тел.

Обладнання: шматок пластиліну, посуд циліндричної форми з водою

(ρ = 1 г/см3), лінійка.

Хід роботи: 1. Занурюємо у посудину з водою шматок пластиліну та вимірюємо лінійкою зміни рівня h1 рідини в посудині.

2. Виготовляємо з пластиліну «кораблик» і пускаємо його плавати в посудині з водою. Знову вимірюємо зміну рівня h2 рідини.

3. Знаходимо щільність пластиліну за формулою:

ρпласт = mпласт/Vпласт = ρSh2 / Sh1 = ρВh2/h1

ρпласт = ρВh2/h1 h1 = 2мм h2 = 4мм

ρпласт = 1000 кг/м3 4мм/2мм = 2000 кг/м3

Визначення густини невідомої речовини

Ціль: Визначити щільність невідомої речовини Х у твердому стані. Речовина Х не розчиняється у воді та не вступає з нею у хімічні реакції.

Обладнання: Скляна склянка з водою, пробірка, вимірювальна лінійка, невідома речовина Х у вигляді невеликих шматків.

Спершу в пробірку помістимо тільки невідому речовину Х і відзначимо глибину Н занурення пробірки. Потім видалимо з пробірки речовину Х і наллємо стільки води, щоб глибина занурення Н у другому досвіді була такою ж, як у першому досвіді. У цьому випадку маса води mв у пробірці у другому досвіді дорівнює масі mх невідомої речовини в першому досвіді: mв = mX

Щільність ρX речовини Х можна обчислити, використовуючи рівність ρX=mX/VX = mВ/VX для зменшення можливих помилок вимірювань щодо глибини Н занурення пробірки скористаємося, наступним прийомом.

Наллємо в склянку стільки води, щоб рівень її був приблизно на 1 см нижче краю. Навантажуючи пробірку невідомою речовиною Х малими порціями, досягнемо такої глибини її занурення, у якому верхній край пробірки перебував лише на рівні верхнього краю судини. Це положення пробірки можна визначити з великою точністю за допомогою лінійки, що покладена зверху склянки.

Замінивши потім невідому речовину водою, доб'ємося такої ж глибини занурення пробірки, поступово доливаючи до неї воду.

Виміряємо висоту h1 рівня води у пробірці. Об'єм води в пробірці дорівнює

VВ= Sh1, де S - площа внутрішнього поперечного перерізу пробірки. Опустимо використану раніше у досвіді невідому речовину в пробірку з водою і виміряємо висоту рівня h2 води в ній. Об'єм речовини Vх виразимо через площу S внутрішнього поперечного перерізу пробірки та зміну висоти рівня води h2 - h1 у пробірці при опусканні речовини у воду:

Щільність речовини ρX дорівнює

ρX = mX/VX = mВ/VX = ρВVВ/VX=ρВSh1/(S(h2-h1)),

ρX = ρВh1/(h2-h1).

h1 =3. 3 см h2 = 3,8 см

ρX = 1000кг/м3

ρX =1000кг/м3 3,3 см/(3,8 см-3,3 см) = 3,3 см

1000 кг/м3/0,5 см = 6,6 см 1000 кг/м3 = 6600 кг/м3

Порівнюючи з табличними даними наш результат, можна припустити, що невідома речовина – цинк.

Визначення щільності рідин різної концентрації

Мета: Визначити щільність розчинів солі, цукру і мідного купоросу різної концентрації. На основі отриманих даних скласти таблиці. Обладнання: Ваги з різновагами, пробірка (250 мл), алюмінієвий стаканчик.

Речовини: Цукор, сіль, мідний купорос. Хід роботи: а) Соляний розчин

Щоб отримати розчин з різною концентрацією, потрібно додавати по одній чайній ложці (5,6 г) солі у воду. Після кожної ложки потрібно виміряти вагу і об'єм розчину, враховуючи, що m склянки = 44,75г.