DETERMINAREA DENSITATII SOLIDELOR SI LICHIDELOR

DETERMINAREA DENSITATII SOLIDELOR SI LICHIDELOR

A.Consideratii teoretice

Densitatea este o proprietate     fizica caracteristica fiecarei substante, indiferent de starea de agregare in care se gaseste.

Densitatea absoluta a unei substante se defineste ca fiind raportul dintre masa si volumul sau:

In sistem international densitatea se masoara in kg/m³:

Densitatea relativa se defineste ca raportul dintre densitatea absoluta a substantei si densitatea absoluta a altui corp, luat ca referinta:

iar daca v=v^| se obtin pentru densitatea relativa

I.Determinarea densitatii lichidelor

I.1.Consideratii teoretice

unde m_a- este masa aceluiasi volum de apa distilata, iar r_a(t) este densitatea apei distilate la diferite temperaturi.

Pentru a avea acelasi volum de lichid necunoscut si apa distilata, se foloseste picnometrul care este un vas de sticla bine determinat, prevazut cu un gat larg astupat fie cu un dop slefuit strabatut de un capilar, fie cu un dop prelungit terminat cu o palnie mica. Unele picrometre sunt prevazute cu termometre.

Dezavantajul picnometrelor este ca, din cauza dilataroii sticlei, volumul lor depinde de temperatura. La determinari de precizie, eroarea aceasta se poate inlatura daca inainte de cantarire, picnometrele cu lichid se lasa sa stea 10-20^| la temperatura camerei, dupa care se aduce nivelul lichidului in dreptul reperului de pe dop.

I.B.Metodica experimentala

Cantarim pignometrul gol, curat si uscat, dupa regulile cantaririi de precizie. Fie masa lui m₀. Umplem picnometrul cu apa distilata, avand cgija sa nu ramana bule de aer in interior, se pune dopul si se absoarbe cu pipeta sau cu hartie de filturi lichidul pana ajunge in dreptul reperului. Se determina masa totala m_t. Masa apei m_a este data de diferenta: m_a=m_t-m₀.

Se varsa apa din picnometru si se limpezeste cu putin lichid de studiat. Se umple cu lichidul de studiat si procedand ca si mai sus se determina masa totala m_T. Masa lichidului este data de diferenta: m=m_T-m₀

Se scoate valoarea densitatii pentru apa la temperatura de lucru din tabelul 1 si se calculeaza densitatea relativa conform relatiei, scrisa sub forma:

si densitatea absoluta conform relatiei scrisa sub forma:

Se fac mai ulte determinari si rezultatele se trec in urmatorul tabel:

Erorile se calculeaza cu formula:

Calculul erorii pentru densitatea absoluta:

II.Determinarea densitatii lichidelor cu balanta Mohr-Westphall

II.A.Consideratii teoretice

Aceasta metoda se bazeaza pe principiul lui Arhimede, care se enunta astfel: un corp scufundat intr-un fluid, este impins de jos in sus, cu o forta egala cu greutatea volumului de fluid dezlocuit de acel corp.

F=rVg unde:

F-este forta lui Arhimede, r - este densitatea lichidului iar g- este acceleratia gravitationala.

Daca volumul de lichid ramane constant forta lui Arhimede variaza numai in functie de densitatea lichidului. Balanta Mohr permite o determinare rapida a densitatii prin masurarea acestei forte.

II.B.Metoda experimentala

Balanta Mohr este o balanta cu brate neegale. Bratul balantei este divizat echidistant in zece parti. Pe un carlig C fixat la capatul bratului - in dreptul diviziunii 10 - se atarna plutitorul. Bratul scurt este prevazut cu o contragreutate prin intermediul careia se stabileste echilibrul balantei, astfel ca varful terminal al bratului sa vina in dreptul varfului ca reper.

Greutatile au forma de calaret: doua greutati mari S egale fiecare cu greutatea volumului de apa distilata la 4⁰C dezlocuita de plutitor; ceilalti calareti au greutatile egale, respectiv v cu S/100, s/1000.

Modul de lucru

Se scufunda plutitorul atarnat de carlig in apa distilata. Se face echilibrul balantei adaugand in C calaretul mare. Se scoate plutitorul din apa distilata, se sterge si se introduce in lichidul a carui densitate vrem sa o aflam. Se restabileste echilibrul cu ajutorul calaretilor, astfel:

a.Daca densitatea lichidului este mai mare decat densitatea apei, se lasa calaretul mare atarnat in C si folosim al doilea calaret mare. Acesta se afla la cea mai mare diviziune pentru care forta nu a fost inca invinsa. Se procedeaza la fel si cu ceilalti calareti, in ordinea marimilor descrescatoare si se obtine direct densitatea la temperatura de lucru, d_t, citind in mod succesiv pozitiile calaretilor in ordine descrescatoare.

De exemplu: unul din calaretii mari este atarnat in C, celalalt calares mare S pe diviziunea 8, calaretul S/10 pe diviziunea 6, calaretul S/100 pe 4 si S/1000 pe 2. Densitatea relativa se citeste d_t=1,8642.

b.Daca densitatea lichidului este mai mica decat a apei, se inlatura calaretul mare atarnat in C si se restabileste echilibrul in modul de mai sus. Astfel, se citeste valoarea: d_t=0,8642.

Pentru a afla densitatea relativa a lichidului fata de apa la 4⁰C, d, inmultim densitatea relativa obtinuta d_t, cu densitatea apei la temperatura de lucru d_a pe care o gasim in tabel:

Se fac mai multe determinari pentru fiecare lichid si rezultatele se trec in tabelul de mai jos:

Erorile se determina ca si in cazul precedent.

IV.Determinarea densitatii corpurilor solide

Modul de lucru

Se introduce in apa un cilindru gradat, pana la o anumita diviziune, apoi in cilindru se introduce corpul la studiat. Nivelul apei a crescut cu valoarea V_f-V_i. Aceasta valoare reprezinta volumul corpului de studiat.

Densitatea se obtine folosind relatia:

In cazul unor corpuri cu dimensiuni mai mari si forme geometrice regulate, volumul se calculeaza prin masurarea dimensiunilor si aplicand formulele de calcul al volumelor.

Se vor compara rezultatele obtinute prin cele doua metode; folosind aceleasi corpuri.