تعیین دانسیته (چگالی)یا جرم حجمی جامدات-مایعات و گازها

تعیین دانسیته یا جرم حجمی جامدات-مایعات و گازها

دانسیته یا جرم حجمی یکی از خواص فیزیک ماده استت که جرم واحد حجم برای هر جسم می باشد و چون حجم اجسام با دما تغییر می کند دانسیته مواد در دمای معین مقداری ثابت است.دانسیته را می توان از رابطه ی d=m/v محاسبه نمود.در این رابطه d نمایشگر دانسیته,m نمایشگر جرم و v نمایشگر حجم می باشد.واحد دانسیته برای مواد جامد و مایع gr/cm3 و برای گازها gr/lit است.

مواد لازم:

قطعه هایی از فلزات غیر قابل حل در آب,مقداری از مایع مورد آزمایش ,آب مقطر

وسایل لازم:

ترازوی دقیق ,پیکنومتر ۲۵ سی سی, بالن ژوژه ۱۰۰ سی سی,استوانه مدرج ۱۰۰ سی سی,بشر,دما سنج,بالن دهانه بلند,چوب پنبه سوراخ دار,لوله رابط به همرام شلنگ,بست فلزی

الف-دانسیته جامدات

در این آزمایش چون جسم شکل هندسی مشخصی ندارد حجم آن را به طور غیر مستقیم اندازه می گیرند برای این کار نخست جسم را در صورت غیر محلول بودن در آب در ظرف با حجم مشخص می ریزند و ازدیاد حجم آب مطابق ارشمیدس برابر حجم جسم می گیرند و به علت این که دانسیته آب ۱gr/cm3 است ازدیاد وزن آب را با ازدیاد حجم آب یکسان می گیرند.

روش انجام آزمایش:

 

[vip-members]

مراحل کار به صورت زیر است:

۱-شماره نمونه داده شده را یادداشت کنید

۲-جرم نمونه را به کمک ترازو تعیین کنید

۳-جرم نمونه را یادداشت کنید(بر حسب گرم)

۴-یک استوانه مدرج ۱۰۰ سی سی را تا شماره ۵۰ از آب مقطر پر کنید(برای افزایش دقت آزمایش می توان ۵۰ سی سی آب مقطر را تسط پیپت برداشت و درون استوانه مدرج ریخت)

۵-قطعات نمونه را درون استوانه بریزید سطح آب درون استوانه تغییر می کند.

۶-افزایش سطح آب درون استوانه معادل حجم نمونه است(بر حسب cm3 )

حجم نمونه=حجم آب و نمونه درون استوانه–(cm3حجم آب اولیه (۵۰

۷-از تقسیم کردن جرم نمونه حجم آن چگالی آن را به دست آورید

چگالی نمونه=جرم نمونه/حجم نمونه

نوع نمونه فلزی را با توجه به جدول زیر تعیین کنید

فلز

دانسیته gr/cm3

Mg

1/74

Cu

8/92

Fe

7/86

Zn

7/14

Au

19/30

Sn

7/29

Al

2/7

Pb

11/34

 

نکات قابل توجه:

۱-برای تعیین چگالی اجسام جامدی که در آب حل می شوند هنگام اندازه گیری حجم آنها از مایع دیگری استفاده کنید.

۲-دقت کنید دما در طول مراحل مختلف آزمایش ثابت باشد.

ب-دانسیته مایعات

دقیق ترین وسیله برای این آزمایش پیکنومتر است.

روش انجام آزمایش:

ابتدا پیکنومتر خالی و خشک با حجم معین(۲۵ سی سی) را وزن کنید.سپس پیکنومتر را از مایع مورد نظر که د اختیار شما قرار گرفته است پر کنید به طوری که لوله مویین آن باید از مایع مورد نظر پر باشد و چند قطره از مایع هنگام پر کردن باید بیرون بریزد سپس در حالی که جدار بیرونی آن خشک باشد آن را توزین کنید از تفاوت وزن پیکنومتر خالی و پیکنومتر پر از مایع وزن مایع مورد نظر به دست می آید و سپس با تقسیم کردن آن بر حجم ظرف پیکنومتر دانسیته مایع در دمای مشخص به دست می آید.

d = m/v = (m2 – m1 )/v

نکته فابل توجه:

دقت کنید دما در طول مراحل مختلف آزمایش ثابت باشد.

ج-دانسیته گازها

روش انجام آزمایش:

یک بالن دهانه بلند با حجمنامشخص و خشک را برداشته و مقدار نامشخصی مثلا ۱۰۰ سی سی آب درون آن بریزید .درب پلاستیکی که از درون آن لوله ای عبور کرده است را روی آن قرار دهید تا هیچ منفذی غیر از مسیر لوله

وجود نداشته باشد و سپس سیستم را توسط گیره به پایه وصل کرده و حرارت دهید تا آب به جوش آید.زمانی که بخار آب از لوله متصل به سیستم خارج شد مسیر را توسط گیره یا سیم ببندید در این لحظه حرارت را قطع کرده و بگذارید خود به خود سرد شود.

توجه:هرگز بالن را توسط آب سرد خنک نکنید زیرا امکان ترکیدن بالن وجود دارد.

پس از این که دمای بالن به دمای محیط رسید خلا ایجاد می شود زیرا بخار آب موجود در بالن سرد شده و به صورت مایع در می آید و فضای بالای بالن خلا می شود.حال کل سیستم را وزن کرده و آن را m1 قرار دهید پس از عمل توزین,گیره یا سیم را باز کرده و مسیر را برای ورود هوا آزاد سازید.هوا وارد بالن می گردد سپس مجموعه را به همراه گیره یا سیم وزن کنید وزن آن را به m2 قرار دهید حال سیستم را باز کرده و آب موجود در بالن را توسط سیلندر یا استوانه مدرج اندازه گیری نمایید حجم آن را V1 قرار دهید.

برای به دست آوردن حجم بالن آن را خشک کرده و آنقدر توسط استوانه مدرج در آن آب بریزید تا کاملا پر شود حجم آب وارد شده به بالن را برابر V2قرار دهید.

وزن کل سیستم در خلا همراه آب m1

وزن کل سیستم همراه هوا و آب m2

وزن هوای موجود در بالن V2 – V1

اما این حجم در شرایط آزمایشگاه است و باید در شرایط استاندارد محاسبه گردد.برای این کار از رابطه زیر استفاده می شود:

PV=P0V0(1+αt)

P0=760 mmHg

α =۱٫۲۷۳

t:دمای آزمایشگاه بر حسب درجه سانتی گراد

P:فشار آزمایشگاه بر حسب میلی متر جیوه

V: حجم هوای آزاد موجود در بالن در شرایط آزمایشگاه بر حسب سانتی متر مکعب

V0 : حجم هوای موجود در بالن در شرایط استاندارد بر حسب سانتی متر مکعب

با محاسبه V0 و داشتن جرم هوا,دانسیته هوا به دست می آید.

دانسیته هوا را بر اساس گرم بر لیتر باید محاسبه نمود و می توان از روی مقدار واقعی دانسیته هوا درصد خطای آزمایش را به دست آورد.

درصد خطا=مقدار واقعی – مقدار تجربی/مقدار واقعی× ۱۰۰

[/vip-members]

 

0

افزودن نظر