wyznaczanie gestosci nieznanej cieczy przy pomocy u-rurki.pdf
(
94 KB
)
Pobierz
Wyznaczanie gęstości nieznanej cieczy przy pomocy U-rurki
Cel doświadczenia:
Celem doświadczenia będzie wyznaczenie gęstości różnych cieczy metodą naczyń połączonych(u-rurki).
Paradoks hydrostatyczny:
Ciśnienie cieczy nie zależy od kształtu naczynia a jedynie od wysokości słupa cieczy i od jej rodzaju. Oznacza
to, że w naczyniach o różnym kształcie, do których wlejemy jednakową ciecz i będzie ona miała taka samą
wysokość w każdym naczyniu, ciśnienia wywierane na dno każdego naczynia będą takie same.
W przypadku U-rurki podobnie – ciśnienia p
1
i p
2
są
sobie równe, tak jak ciśnienia na dowolnym
poziomie, położonym poniżej tych punktów
[ponieważ w obu naczyniach(obok p
1
i p
2
)] i ich
łączeniu jest w równowadze jedna ciecz. Zarówno
ciśnienie p
1
, jak i p
2
złożone są z dwóch składników
–
ciśnienia atmosferycznego p
at
i ciśnienia
hydrostatycznego p
h
cieczy znajdujących się powyżej
punktu. Stąd można wyprowadzić warunek na
równowagę cieczy:
I ostatecznie:
Znając więc gęstość jednej cieczy (np. wody) i mierząc wysokości h1 i h2 można wyznaczyć gęstość drugiej
cieczy.
Do wykonania ćwiczenia potrzebne są następujące przedmioty:
1. U-rurka
2. woda destylowana
3. miarka
4. nieznana ciecz (w naszym przypadku użyjemy oleju)
Kolejność wykonywanych czynności przy pomiarach:
1. Do U rurki wlać trochę wody – tak aby jej poziom ustalił się mniej więcej w 1/3 wysokości (od dołu).
2. Do jednego z ramion wlać powoli trochę badanej cieczy, ale aby
granica między cieczami znajdowała się w jednym z ramion – nie na dole! Uważać, aby ciecz nie
przemieszała się z wodą.
3.Zmierzyć wysokości h
1
i h
2
.
4.Dolać jeszcze trochę badanej cieczy. I ponownie wykonać pkt 3. Czynność ta powtórzyć jeszcze raz.
5.Spisać wartości do tabelki
Seria
Nazwa cieczy
1
2
3
Woda (h
w
)[m]
0,190
0,245
0,362
Olej (h
o
) [m]
0,208
0,270
0,400
6.Do wyznaczenia błędu pomiarowego można użyć błąd z miarki z której korzystamy. Lub poprosimy trzy
osoby o zmierzenie tych samych wysokości h
1
i h
2
.
Olej Woda
h
4
0,295 0,265
h
4
` 0,305 0,270
h
4
`` 0,293 0,263
Opracowanie wyników:
1. Obliczanie błędu pomiarowego:
Woda:
1. h
śr
=(h
4
+h
4
`+h
4
``)/3
→
h
śr
=
0,267m
2.
Δ
h
w
=[|h
4
-h
śr
|+|h
4
`-h
śr
|+|h
4
``-h
śr
|]/3
→
Δ
h
w
=
0,003m
Olej:
1. h
śr
=(h
4
+h
4
`+h
4
``)/3
→
h
śr
=
0,298m
2.
Δ
h
o
=[|h
4
-h
śr
|+|h
4
`-h
śr
|+|h
4
``-h
śr
|]/3
→
Δ
h
w
=
0,005m
Δ
h=(
Δ
h
w
+
Δ
h
o
)/2
→
Δ
h=
0,0035m
2. Wyznaczyć gęstości minimalna i maksymalna badanej cieczy:
Zakładamy że gęstość wody wynosi 1000kg/m
3
ρ
min
=ρ
w
(h
w
-Δh)/(h
o
-Δh)
ρ
max
=ρ
w
(h
w
+Δh)/(h
o
+Δh)
3. Obliczamy gęstość nieznanej cieczy (oleju):
ρ=ρ
w*
h
w
/h
o
4. Obliczamy błąd przy wyliczaniu gęstości:
Δρ=(ρ
max
-ρ
min
)/2
5. Powtarzamy punkty 2-4 dla każdej serii pomiarowej. W
artości wpisujemy do tabelki:
Nr. ρ
max
[kg/m
3
] ρ
min
[kg/m
3
] Δρ[kg/m
3
] ρ[kg/m
3
]
1 914,692
912,195
1,250
913,462
Seria
2 908,425
906,367
1,029
907,407
3 905,707
904,282
0,713
898,263
6. Obliczamy średni błąd pomiarowy każdej serii:
Δρ
śr
=(Δρ
1
+Δρ
2
+Δρ
3
)/3 → Δρ
śr
=(1,250+1,029+0,713)/3=0,997kg/m
3
7. Obliczamy średnią gęstość każdej z serii:
ρ
śr
=(913,462+907,407+898,263)/3=906,377kg/m
3
ρ
śr
=(ρ
1
+ρ
2
+ρ
3
)/3
→
8. Zapisujemy odpowiedz:
Gęstość oleju wynosi
ρ=ρ
śr
±Δρ
śr
→
ρ=906,377±0,997 [kg/m
3
]
Wnioski:
Na wartość niepewności pomiarowej wpływa ludzkie oko i błąd miarki
Na wartość niepewności gęstości wpływa nieznacznie temperatura, która zmienia wartość gęstości wody.
Plik z chomika:
tytss10
Inne pliki z tego folderu:
wyznaczanie wartosci sily powiertrza w polu grawitacyjnym.7z
(9282 KB)
wyznaczanie ciepla topnienia lodu.7z
(5344 KB)
wyznaczanie gestosci cieczy prawo archimedesa.7z
(1225 KB)
wyznaczanie gestosci nieznanej cieczy przy pomocy u-rurki.pdf
(94 KB)
Inne foldery tego chomika:
Zgłoś jeśli
naruszono regulamin