Определяне на плътността на твърди тела и течности с пикнометър теоретична част

Под плътност на хомогенно тяло ρ се разбира масата на тялото в единица обем



и се измерва в kg/m³ .

Плътността е параметър, характеризиращ веществото, от което е направено тялото. Тя зависи от температурата на телата и налягането, при което се намират. По тази причина в таблици се дават стойностити на плътността при определена температура и налягане.

Определяне на плътността на твърди тела

1. 
   С мензура
   

Понеже сечението на мензурата е сравнително голямо, отчитането на обема с нея става със сравнително голяма грешка, поради което този метод не е достатъчно точен.

2. 
   С пикнометър
   

За да се определи плътността ρ на твърдо тяло с пикнометър е необходимо първо тялото да се притегли на достатъчно точна везна. Нека масата му е m. Напълва се пикнометърът догоре с дестилирана вода (част от водата излиза през капилярния отвор на запушалката). С тънки изрезки от филтърна хартия се попива част от водата в капилярката, така че нивото й да дойде точно до белега. Подсушава се пикнометърът добре с филтърна хартия и се притегля на везната. Нека масата на пикнометъра с водата е m₁. Маха се запушалката и се пуска внимателно тялото в пикнометъра. Поставя се запушалката и отново с изрезки от филтърна хартия се установява водата до белега, подсушава се пикнометъра и се притегля на везната. Нека масата на пикнометъра с тялото и водата е m₂. Масата на изместената от тялото вода ще бъде m+ m₁- m₂ . Ако с ρ₁ означим плътността на водата при температурата на опита (взема се от таблица), обемът V на изместената вода (той е равен на обема на твърдото тяло), съгласно (1) ще бъде:



Тогава за плътността ρ на твърдото тяло се получава:



Предимствата на този метод са свързани с висока точност на измерването, поради малката площ на течността в капилярната тръбичка.

Относителната грешка на ρ се получава от (3) и ще бъде



където _ е точността на везната. От (4) се определя абсолютната грешка _ и оттам интервалът _±_ , в който лежи истинската стойност на _.

g	g	g	kg/m3	kg/m3	kg/m3	± kg/m3

Плътността на течностти може да се определи със същия пикнометър. За целта добре изсушеният пикнометър се притегля на везна – нека масата му е m. След това той се пълни с изследваната течност (спирт), на която ще определяме плътността ρ. По познатия начин с изрезки от филтърна хартия се докарва нивото на течността до белега. След подсушаване се притегля пикнометъра със изследваната течност - маса _. После пикнометърът се изпразва, изплаква се с дестилирана вода и се напълва с такава. Отново се установява нивото на водата до белега. Така се постигат еднакви обеми на изследваната течност и водата. Подсушава се пикнометърът с водата и се притегля –маса _. Означаваме с _ плътността на водата при стайна температура (взема се от таблица). Предвид (1) и по аналогия с предната задача (равенство на обемите) може да се запише:



Относителната грешка на ρ се получава от (5) и ще бъде:



където _ е точността на везната. От (6) се определя абсолютната грешка _ и оттам интервалът _±_ , в който лежи истинската стойност на _.

Данните се нанасят в таблица.

g	g	g	kg/m3	kg/m3	kg/m3	± kg/m3

ЗАБЕЛЕЖКА:

Още по-точно плътността на течности се определя с пикнометъра на Оствалд-Шпренкел (фиг.3), който е значително по-лек от вече представения и има друга форма. Принципно идеята е същата и получените формули са същите, но грешката е по-малка.