Краткая теория работы

В ряде случаев перед экспериментатором ставится задача определить плотность вещества.

Плотностью называется масса, заключенная в единице объема, поэтому определение плотности ρ сводиться к определению массы и объема V, т.е.

.(4.1)

Наиболее просто определить плотность твердого тела правильной формы: масса тела определяется путем его взвешивания; объем тела определяется по соответствующей формуле, исходя из линейных размеров тела, измеренных в зависимости от заданной точности штангенциркулем, микрометром или другим прибором. В данной работе – это цилиндр.

Объем цилиндра вычисляется по формуле

(4.2)

где d – диаметр, а h – высота цилиндра.

Если тело ограничено сложной поверхностью, объем его можно определить с помощью мерного стакана (мензурки). Обычно у стандартных мерных стаканов дана довольно грубая градуировка объема в миллилитрах. Для повышения точности измерения можно нанести на стакан дополнительную шкалу, например, миллиметровую линейку. Соответствующий этим малым делениям объем можно определить, используя тело известного объема.

Для определения цены деления мензурки с помощью измеренного тела правильной формы нужно проделать следующие операции. Заметить положение уровня воды N ₁ до погружения тела правильной формы. Полностью погрузив тело в воду, отметить положение уровня воды N ₂. Определить разность уровней . Цена деления шкалы мерного стакана определяется по формуле

. (4.3)

Заметить положение уровня воды n ₁ до погружения тела неправильной формы. Погрузить в воду тело неправильной формы и отметить положение уровня воды n ₂. Определить разность уровней . Рассчитать объем тела неправильной формы

. (4.4)

Недостатком этого метода является большая погрешность, возникающая в результате применения нескольких измерительных приборов. Кроме того, данный метод применим не для всех случаев. Достаточно широко распространены методы, в которых для определения плотности используется только один прибор: весы. Это – метод пикнометра и метод гидростатического взвешивания. Часто для определения плотностей жидкостей используются ареометры.