Wyznaczanie gęstości cieczy za pomocą wagi Mohra

Opis przyrządu:

Waga Mohra to belkowa waga umożliwiająca szybkie pomiary gęstości cieczy. Jedno z ramion podzielone jest na 10 równych działek o długości „a”. Na końcu tego ramienia ( na działce 10) zawieszony jest szklany nurek. Za pomocą śruby przy podstawie możemy ustawić wagę w pozycji równowagi. Równowagę wagi wskazują ostrza. W zagłębieniach nacięć zawiesza się specjalne ciężarki. Mają one masy dobrane w stosunku 1 : 0,1 : 0,01. Oznaczając masę największego ciężarka przez „M”, masy pozostałych ciężarków wynoszą 0,1M i 0,01M










Opis doświadczenia:

Według prawa Archimedesa ciało o objętości „V” zanurzone w cieczy o gęstości „dw” doznaje siły wyporu

Fw = V dw g

To samo ciało zanurzone w innej cieczy o nieznanej gęstości „dx” doznaje siły wyporu

Fx = V dx g

Stąd
Przebieg pomiarów:

Dzięki wadze Mohra możemy określić szybko stosunek Fx / Fw. Po osiągnięciu równowagi w powietrzu zanurzamy pływak w naczyniu z wodą destylowaną. Wskutek działania siły wyporu belka wychyli się ku górze. Aby przywrócić równowagę należy obciążyć belkę ciężarkami tak, ażeby momenty sił ciężarków zrównoważyły moment siły wyporu.
Moment siły wyporu wody działającej na pływak wyraża się wzorem

Fw * 10a = Mgl1a + 0,1 Mgl2a + 0,01 Mgl3a

Pływak następnie zanurzamy w badanej cieczy. Moment siły wyporu w badanej cieczy wyrażamy wzorem

Fx * 10a = Mgl11 a + 0,1Mgl 21a + 0,01Mgl31a

Zatem

Odczytujemy i zapisujemy wartości.

Wyniki pomiarów:

Dane:

l1 = 10 l11 = 8
l2 = 1 l21 = 8
l3 = 0 l31 = 5

Inne:

niepewność pomiarowa wagi ± 0,01 g
gęstość wody - d = 1 g / cm3

Obliczenia:

dx = ( 0,876 ± 0,002) g / cm3
Np = 0,22 %

Odp: Gęstość badanej cieczy (denaturatu) wynosi około 0,876 g / cm3