Визначення густини твердих і рідких тіл

Мета роботи. Вивчити методи визначення густини твердих і рідких тіл.

Прилади і приладдя: терези, пікнометр, барометр, дистильована вода, досліджувані рідини, тверді тіла.

Матеріал, який необхідно засвоїти перед виконанням роботи: 1) Маса тіла. 2) Густина речовин. 3) Залежність густини речовин від температури. 4) Практичні методи визначення густини твердих і рідких тіл.

Література

1. Грабовский Р.И. Курс физики: Учеб. пособие для с.-х. ин-тов. – М., 1979. – 552 с.

2. Розумнюк В.Т., Якименко І.Л. Фізика. Основні поняття, явища і закони. – Біла Церква, 2004. – 71 с.

ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

Густиною речовини називають масу, що знаходиться в одиниці об’єму тіла.

Маса – це фізична величина, що являє собою міру інерції тіл, характеризує їх гравітаційні властивості та енерговміст.

Інерцією називають здатність тіла зберігати стан спокою, або рівномірного прямолінійного руху.

Густина речовин є однією із фізичних характеристик, знання якої необхідне в повсякденній практиці.

З визначення густини випливає: якщо маса деякого тіла – m, а його об’єм – V, то густина ρ:

(1)

B CI масу вимірюють в кілограмах (кг), а об’єм в кубічних метрах (м³). Тому одиниця вимірювання густини – кг/ м³.

Різні агрегатні стани речовин (газоподібні, тверді, рідкі) відрізняються, в першу чергу, густиною. Так, наприклад, при нормальних умовах густина повітря 1,29 кг/м³, води – 10³ кг/м³, золота – 19,2·10³ кг/м³.

Густина залежить від температури, що зумовлено зміною об’єму тіла при зміні його температури t (досвід показує, що при нагріванні тіла розширюються).

V = V₀ (1+αt), (2)

де V₀– об’єм тіла при t =0^°С, α – коефіцієнт температурного розширення.

Підставляючи формулу (2) у формулу (1), отримуємо залежність ρвідt:

. (3)

Для більшості речовин коефіцієнт α додатній і чисельно дорівнює град^-1.

Як видно із залежності (3), при збільшенні t густина зменшується, а при зменшенні t – збільшується. До речі, вода, в цьому відношенні – аномальна речовина. В діапазоні від 0^° до 4^°С при збільшенні t густина зростає, а при зменшенні t від 4^°С до 0^°С – зменшується. Найбільшу густину вода має при t = 4^°С. При t > 4^°С і t < 4^°С густина води менша. Ця особливість пов'язана зі специфікою структурної організації молекул води. Існують різні практичні методи визначення густини речовин. Розглянемо два із них.