МКОУ «Новопоселковая сош»
Сулейман – Стальский район
Измерение плотности жидкости
(учебный проект)
Выполнила:
Маметова Амина,
учащаяся 9 «г» класса МКОУ «НСОШ»
Курбанова З.А.,
учитель физики
Введение
Одной из характеристик вещества является его плотность. Плотность показывает, какова масса вещества в единице объема.
Газы занимают весь отведённый им объём, поэтому постоянной плотности не имеют. Жидкости и твёрдые тела имеют постоянную плотность при определенной температуре. Для определения плотности твердых тел используется только один способ - через измерение массы и объёма тела. В отличие от твердых тел, плотность жидкости можно измерить несколькими способами.
Эти способы основаны на разных физических законах и явлениях и служат их иллюстрацией. Исследование способов измерения плотности жидкости даёт возможность лучше изучить эти физические законы и явления.
Цель моей работы: измерение плотности подсолнечного масла.
В ходе выполнения работы мне необходимо решить следующие задачи:
измерить плотность подсолнечного масла различными способами, используя знания, полученные мной на уроке физики;
проанализировать результаты опытов и сравнить полученный результат со значением плотности, представленной в справочнике.
Практическая часть
Измерение плотности подсолнечного масла
По результатам измерения массы и объёма жидкости
Это самый распространенный способ определения плотности жидкости. Плотность жидкости можно вычислить, если разделить её массу на объем. [pic]
Для этого необходимо взвесить пустой мерный сосуд, затем налить в него жидкость. Взвесив сосуд с жидкостью и вычтя массу пустого сосуда, найдём массу жидкости. По шкале мерного сосуда определяем объем жидкости и находим её плотность.
масса пустого стакана m1, г
масса стакана и с жидкостью
m2, г
масса жидкости
m = m2- m1, г
объем жидкости
v, см3
плотность жидкости
ρ, г/см3
ρ, кг/м3
45
87,6
42,6
50
0,852
852
С помощью сообщающихся сосудов
Этот способ можно применять, если плотность одной из двух жидкостей известна и они не смешиваются между собой. В сообщающиеся сосуды наливаем воду, затем в одно из колен заливаем подсолнечное масло.
Измеряем высоты столбов жидкостей относительно линии АВ, проходящей через нижнюю границу долитой нами жидкости.
По закону Паскаля давления жидкостей в точках А и В равны:
[pic]
Находим плотность жидкости: [pic]
высота столба масла hм, см
высота столба воды
hв, см
плотность воды
ρ, г/см3
плотность масла
ρ, г/см3
плотность масла
ρ, кг/м3
14,9
13,6
1,0
0,9127
912,7
По изменению выталкивающей силы, основываясь на законе Архимеда
Вес тела, погруженного в жидкость, уменьшается. Это объясняется тем, что на него будет действовать выталкивающая архимедова сила, равная весу вытесненной телом жидкости. То есть чем больше плотность жидкости, тем большая архимедова сила будет выталкивать тело.
На погруженное в воду тело будут действовать направленная вниз сила тяжести, равная весу тела в воздухе, и направленная вверх архимедова сила. На динамометр действует равнодействующая этих сил, которая и является весом погружённого в воду тела.
Обозначим: Р - вес тела в воздухе, Рв - вес тела в воде, Рм - вес тела в растительном масле, Fв – архимедова сила в воде, Fм – архимедова сила в растительном масле, ρв – плотность воды, ρм – плотность растительного масла.
Вес тела в воздухе равен сумме веса тела в жидкости и архимедовой силы, выталкивающей тело из этой жидкости.
Левые части этих выражений равны, поэтому равны и их правы части:
Выразим отсюда ρм:
Взвешиваем тело в воздухе, воде и растительном масле: [pic]
[pic] [pic]
Р =0,46 Н Рв = 0,27 Н Рм= 0,28 Н
Находим плотность растительного масла по формуле
С помощью ареометра
Ареометр изобретен около 400 года н.э. александрийским математиком, астрономом и философом Гипатией (370-415 г.г.). [pic]
Он представляет собой стеклянную трубку, нижний конец которой несколько утолщен. В нем находится балласт, благодаря которому ареометр в жидкости всегда находится в вертикальном положении. На верхней части трубки нанесена шкала.
Чем больше плотность измеряемой жидкости, тем меньше погружается ареометр в эту жидкость. Показания ареометра отсчитывают по делениям, которые совпадают с поверхностью жидкости.
Измерение плотности жидкости ареометром дало результат:
Выводы
Проведя измерения плотности растительного масла разными способами, я получила следующие результаты:
Номер опыта ρ1
ρ2
ρ3
ρ4
Плотность, кг/м3
852
912,7
947,4
940
Определим среднее арифметическое значение плотности растительного масла:
.
Это значение плотности лишь приблизительно совпадает с плотностью растительного масла, представленного в таблице учебника (930 кг/м3). Можно предположить, что это масло не подсолнечное или в его состав помимо подсолнечного добавлены и другие растительные масла.
