П1. Аналитические весы

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 20

(для фармацевтического факультета)

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ТВЕРДОГО ТЕЛА ПРАВИЛЬНОЙ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ФОРМЫ И РАСЧЕТ ПОГРЕШНОСТЕЙ ИЗМЕРЕНИЙ

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

1. получить навык использования измерительных приборов: микрометра (штангенциркуля) и технических весов.

2. научиться производить приближенные вычисления и определять погрешности измерений.

ПРИБОРЫ И МАТЕРИАЛЫ:

микрометр (штангенциркуль), весы аналитические АДВ – 200М, набор цилиндрических тел разной плотности.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика. М.: Высшая школа, 1996. (см. § 3.2 – 3.4).

2. Лекции по теории вероятности и математической статистики (II семестр).

3. Морозов Ю.В., Основы высшей математики и статистики. М.: Медицина, 1998. (см. п. 9.4).

4. Павлушков И.В. и др., Основы высшей математики и математической статистики. М.: Геотар-Мед., 2003. (см. п. 8.2.2, 8.2.3).

КРАТКАЯ ТЕОРИЯ.

п1. АНАЛИТИЧЕСКИЕ ВЕСЫ

Приступая кколичественному определению свойств вещества, необходимо ознакомиться с одним из основных приборов - аналитическими весами (рис. 1), при помощи которых производят взвешивание тел с точностью до 0,0001 г. Марка весов АДВ-200 означает, что эти весы аналитические, демпферные, с вейтографом (устройством для отображения положения стрелки), с максимальной нагрузкой 200 г.

Рис. 1

1, 9 — чашки; 2, 10— демпферы; 3 — колонка; 4 — седла; 5 — средняя призма коромысла; 6 — рычаги; 7 — стрелка; 8 — оптическая шкала; 11 — большой лимб; 12 — малый лимб; 13 — основание; 14, 16 — регулируемые ножки; 15 - арретир.

Рис 2

Весы заключены в металлическую витрину с боковыми выдвигающимися стеклянными дверцами. Витрины покоятся на металлическом основании (13), к центру основания прикреплена колонка (3). На колонке укрепляются два кронштейна с воздушными успокоителями — демпферами (2, 10) и опорная подушка, на которую опирается средняя призма коромысла (5). На концах коромысла в специальных седлах (4) закреплены грузоприемные призмы, на которые навешиваются серьги с грузоприемными подушками. На верхние крючки серег подвешиваются чашки (1, 9) с дужками, на нижние — стаканы демпферов, входящие в корпуса, укрепленные на колонке. Весы снабжены встроенными в них миллиграммовыми гирями от 10 до 500 мг, навешиваемыми на планку, скрепленную с правой серьгой. Управление гирями производится через рычаги (6) с помощью вращающихся лимбов, расположенных в правой части витрины весов.

При вращении малого лимба (12) происходит накладывание или снятие десятков миллиграммов, при вращении большого лимба (11) — сотен миллиграммов. Вращение лимбов осуществляется независимо друг от друга. На коромысле укреплена стрелка (7), на нижнем конце которой установлена микрошкала с отсчетом от 0 до 10 мг в обе стороны. Микрошкала с помощью оптического устройства, состоящего из подсветки объектива и отражающих зеркал, проектируется на экран, расположенный перед колонкой весов. Цена деления оптической шкалы 0,1 мг (рис. 2).

Под основанием весов смонтировано изолирующее устройство, приводимое в действие с помощью маховичка. Осветитель расположен с тыльной стороны витрины. Весы имеют заднюю, нерегулируемую по высоте, ножку и две боковые - регулируемые (14, 16). С помощью ножек они устанавливаются по уровню, укрепленному в основании. Точность взвешивания в значительной мере зависит от того, насколько аналитические весы реагируют на изменение веса чашек, т. е. от чувствительности весов. Чувствительность весов измеряется тангенсом угла a, на который отклоняется стрелка от вертикали при перегрузке в 1 мг одной из чашек весов. Практически чувствительность r выражается числом делений смещения стрелки, вызванного добавлением груза в 1 мг. Если обозначим длину стрелки через l, то

r = l tga

Чем чувствительнее весы, тем больше угол отклонения стрелки (a), вызываемый прибавлением добавочного груза в 1 мг на одну из чашек весов, находящихся в равновесии. Чувствительность весов в значительной мере зависит от того, насколько остро отточены острия трех призм коромысла и как хорошо отполированы площадки, на которые эти призмы опираются. Для того чтобы призмы быстро не истирались и, следовательно, не падала чувствительность весов, их снабжают арретиром, т. е. приспособлением, позволяющим поднимать и опускать коромысло весов (15). Когда весы арретированы (ручка арретира повернута по часовой стрелке до упора вправо), призмы не касаются опорных площадок и не изнашиваются. В таком состоянии весы должны находиться, когда ими не пользуются и когда на чашки весов кладут разновесы или взвешиваемые предметы. Категорически запрещается притрагиваться к неарретированньм весам! При вращении рукоятки арретира в другую сторону (влево, против часовой стрелки) весы приводятся в рабочее состояние.

Для определения долей грамма у весов имеется набор из 8 гирек: 500, 300, 200, 100, 50, 30, 20, 10 мг, имеющих форму колец, встроенных в специальное приспособление. К правому плечу коромысла прикреплена планка, скрепленная с правой серьгой, на которую навешены кольцевые гирьки. При вращении лимба, связанного со специальным приспособлением, при помощи крючков гирьки можно как поднимать, так и опускать на планку.

Таким образом, можно любую гирьку либо посадить на планку коромысла, либо снять с него. Показания на лимбе позволяют сразу делать записи гирек. Деления большого круга лимба (11) показывают сотни миллиграммов, а деления малого круга (12) - десятки миллиграммов.