Protokoll zu Versuch M7: Dichtebestimmung. 1. Einleitung

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1 Jan Auffenber Protokoll zu Versuch M7: Dichtebestiun. Einleitun Bei diese Versuch soll eine Eienschaft von Stoffen die Dichte, definiert als Quotient aus Masse und Voluen für verschiedene Stoffe bestit werden. Diese Bestiun ist auf unterschiedliche Art und Weise realisierbar.. heorie. Archiedisches Prinzip Durch den Auftrieb verliert ein einetauchter Körper scheinbar soviel an Gewicht, wie die von ih verdränte üssikeit wiet. Schwien: Schweben: Sinken: < K K > K. Mohrsche Waae Die Mohrsche Waae ist ein Gerät zur Bestiun von Dichten bei üssikeiten. Wie in Abb. (siehe.) wird ein Senkkörper in die üssikeit einetaucht. Dabei wirkt auf ihn ein Auftrieb laut Archiedische Prinzip der Größe an der Waae ein Drehoent M AL hervorruft. A V, welcher Dieses Drehoent wird durch das Anbrinen von dekadisch estuften Geenewichten in Abständen, die Dezialbruchteile der Balkenläne darstellen auselichen. Aus den Stellunen der Gewichte kann an dann die Dichte ablesen. V ( s +,s +,s,s ) + 4. Aräoeter (Senkspindel) Ein Aräoeter (siehe Abb. - siehe.) ist wie die Mohrsche Waae ein Gerät zur Bestiun von üssikeitsdichten. Dabei eribt sich die Dichte aus der Eintauchtiefe des Geräts.

2 Jan Auffenber Die handelsüblichen Aräoeter sind bereits in Einheiten der Dichte eeicht..4 Schwebeethode Mit Hilfe der Schwebeethode wird die Dichte von Festkörpern, besonders bei unreeläßi eforten, indirekt bestit. Dazu wird der Körper in einer Verleichsflüssikeit zu Schweben ebracht (-> Archiedisches Prinzip) und i Anschluß daran die Dichte dieser üssikeit z.b. it eine Aräoeter bestit..5 Dichte der Luft Die Dichte der Luft wird durch ehrfache Wäunen eines Glaskolbens bestit.. Wäun: Kolben efüllt it Luft unter Atosphärendruck. Wäun: Kolben evakuiert. Wäun: Kolben vollständi it Wasser efüllt Über Betrachtunen der verschiedenen Auftriebe und Voluenverhältnisse erhält an schließlich für die Dichte der Luft unter aktuell herrschenden Uebunsbedinunen: W Daraus läßt sich dann unter Verwendun der alleeinen Gasleichun die Dichte der Luft für Noralbedinunen errechnen: p, p p

3 Jan Auffenber. Beschreibun der Apparatur. Zubehör - Mohrsche Waae - Aräoeter - Wasserstrahlpupe - Glaskolben - Würfel - Pipetten - Gewichtssatz - Glasefäße - Wasser - Kochsalzlösun - verällter Alkohol. Aufbau des Versuchs Die für den Versuch benutzte Mohrsche Waae wurde wie in der Abb. darestellt verwendet.

4 Jan Auffenber Die Benutzun des Aräoeters ist ebenfalls aus Abb. ersichtlich und für jederann verständlich. Die Evakuierun des Kolbens zur Bestiun der Luftdichte erfolt it Hilfe einer Wasserstrahlpupe, deren Aufbau in Abb. zu sehen ist. 4

5 Jan Auffenber 4. Durchführun des Versuchs 4. Bestiun der Dichte von verällte Alkohol it Mohrscher Waae I folenden wird das Erebnis der Messun der Dichte von verällte Alkohol darestellt. Der aneebene Wert wurde unter Benutzun der Mohrschen Waae wie schon unter. erklärt - erittelt. Die dabei auftretenden Meßunsicherheit wurde aufrund der Abstufun der jeweilien Massen und Abstände auf, eschätzt. Dait lautet das Erebnis für die Dichte von verällte Alkohol wie folt:,787 ± (, /,4%) 4. Bestiun der Dichte einer Kochsalzlösun it Aräoeter I folenden wird das Erebnis der Messun der Dichte einer Kochsalzlösun darestellt. Der aneebene Wert wurde unter Benutzun eines Aräoeters wie schon unter. erklärt - erittelt. Die dabei auftretenden Meßunsicherheit wurde aufrund der Ableseunenauikeit des Geräts (und des Praktikanten) auf, eschätzt. Dait lautet das Erebnis für die Dichte der Kochsalzlösun wie folt:,7 ± (, /,9%) 5

6 Jan Auffenber 4. Bestiun der Dichte eines Kunststoffes it Schwebeethode Zunächst wird das würfelförie Stück Kunststoff in ein Glasefäß it destillierte Wasser eeben. Anschließend wird solane Kochsalzlösun unter ständie Rühren hinzuefüt bis der Kunststoff in der üssikeit schwebt. I Anschluß daran wird die Dichte der Verleichsflüssikeit it Hilfe eines Aräoeters bestit. Die Messun lieferte:, ± (, /,9%) 4.4 Bestiun der Dichte der Luft I weiteren wird das Erebnis der Messunen der Dichte von Luft aneeben. Dabei sind die Wäunen wie folt bestit: Wäun : Kolben unter Atosphärendruck it Luft efüllt Wäun : Kolben evakuiert Wäun : Kolben vollständi it Wasser efüllt. Die Wäunen und erfolten it Hilfe einer elektronischen, Wäun it einer Balkenwaae. Durch die Ableseunsicherheit der Waaen ereben sich folende absolute Meßunsicherheiten:, und Masse abs. Meßunsicherheit rel. Meßunsicherheit Wäun Wäun Wäun 7, 94 7, ,,%,,%,% 6

7 Jan Auffenber 5. Auswertun 5. Bestiun der Dichte von verällte Alkohol it Mohrscher Waae Das Erebnis für die Dichte von verällte Alkohol lautet:,787 ± (, /,4%) 5. Bestiun der Dichte einer Kochsalzlösun it Aräoeter Das Erebnis für die Dichte der Kochsalzlösun lautet:,7 ± (, /,9%) 5. Bestiun der Dichte eines Kunststoffes it Schwebeethode Das Erebnis für die Dichte des Kunststoffs lautet:, ± (, /,9%) 5.4 Bestiun der Dichte der Luft Aus den Werten unter 4. errechnet sich die Dichte der Luft folenderaßen: W Für die Dichte von Wasser nehen wir W an. Nach Einsetzen der erittelten Massen eribt sich dait:,7 7

8 Jan Auffenber Aus den eebenen Fehlern für die einzelnen Größen eribt sich der Fehler für die Dichte durch: ) +, ( ) +, (,4% +,% +,% W + + W +,7%,7 ± (, /,7%) Während der Durchführun der Messunen herrschten folende Uebunsbedinunen: p 98,7 bar C 95 K Also erhält an für die Dichte unter Noralbedinunen 5 p, Pa, bar und 7K : p p, Dait lautet das Enderebnis, ± (, /,7%) 8

9 Jan Auffenber 6. Diskussion Nach Abschluß aller Berechnunen und Verleich it Literaturwerten (Gerthsen,. Auflae) zeit sich, daß unsere Erebnisse für die Dichte der Luft und die Dichte von verällte Alkohol sehr ut sind. Für die Dichte der Luft ibt der Gerthsen beispielsweise exakt enau den Wert an den wir durch Messun bestit haben (, ). Auch die Dichte verällten Alkohols nach unserer Messun,787 / - stit it den Anaben auf der asche, aus der die üssikeit entnoen wurde überein (,79 /). Auch wenn uns kein sicherer Verleichswert für die Dichte des Kunststoffes vorliet, so kann an doch abschließend saen, daß beide unterschiedlichen Methoden, die in diese Versuch zur Dichtebestiun verwendet wurden, sehr exakte und nur it erinen Unsicherheiten bestite Werte liefern. 9