Dichtebestimmung flüssiger Körper (Artikelnr.: P )
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- Wolfgang Gerstle
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1 Lehrer-/Dozentenblatt Gedruckt: :6:57 P Dichtebestimmung flüssiger Körper (Artikelnr.: P ) Curriculare Themenzuordnung Fachgebiet: Physik Bildungsstufe: Klasse 7-0 Lehrplanthema: Mechanik Unterthema: Stoff- und Materialeigenschaften Experiment: Dichtebestimmung flüssiger Körper Schwierigkeitsgrad Vorbereitungszeit Durchführungszeit empfohlene Gruppengröße Leicht 0 Minuten 0 Minuten 2 Schüler/Studenten Zusätzlich wird benötigt: Versuchsvarianten: Schlagwörter: Aufgabe und Material Lehrerinformationen Zusatzinformation Bei der Bestimmung der Dichte fester Körper wurde aus einer Wägung zur Ermittlung der Masse und einer Messung des Volumens nach verschiedenen Methoden die Dichte als Quotient aus Masse und Volumen bestimmt. Dabei wurde vorausgesetzt, dass Masse und Volumen von Wasser zahlenmäßig gleich groß sind, der Quotient aus beiden, die Dichte, also den Wert g cm 3 hat. Dies soll in diesem Versuch experimentell bestätigt werden und zwar nach derselben Methode: Wägung einer Stoffmenge und Messen ihres Volumens.. Zuerst sollen die Schüler die Dichte von Wasser bestimmen aus einer Volumenmessung im Messzylinder, einer Wägung und anschließender Messung. 2. Die Schüler sollen von einer selbst angesetzten Kochsalzlösung (ca. 0%) nach derselben Methode die Dichte bestimmen. Hinweise zur Durchführung Der kleine Becher (00 ml) muss vor jedem neuen Versuch gut ausgetrocknet werden. Beim Umgießen der Flüssigkeitsmengen aus dem Messzylinder in den kleinen Becher ist darauf zu achten, dass alle Flüssigkeit umgegossen wird, auch die Tropfen! Statt der Balkenwaage kann auch eine andere Waage mit einem Wägebereich 00 g und Teilung g (oder besser) verwendet werden. Anmerkung Da die Differenzen zwischen der Dichte von Wasser und der Kochsalzlösung nur wenig oberhalt der Toleranzen liegen, können für genauere Aussagen mehrere Messungen gemacht und daraus der Mittelwert gebildet werden.
2 Gedruckt: :6:57 P Dichtebestimmung flüssiger Körper (Artikelnr.: P ) Aufgabe und Material Aufgabe Können Flüssigkeiten unterschiedliche Dichten haben? Aus einer Massen- und einer Volumenmessung lässt sich die Dichte ρ berechnen. Die Einheit der Dichte ist kg dm 3 oder g cm 3 bzw. g ml. In diesem Experiment wird die Dichte von Wasser und die Dichte einer Kochsalzlösung bestimmt.
3 Gedruckt: :6:57 P Material Position Material Bestellnr. Menge Laborbecher, Polypropylen, 250 ml Becher, Polypropylen, niedrige Form, 00 ml Messzylinder 50 ml, PP transparent Pipette mit Gummikappe Glasröhrchen, d = 8 mm, l = 250 mm, 0 Stück Waagschale, Kunststoff Platte mit Skale Hebel Zeiger für Hebel Stativfuß, variabel Stativstange Edelstahl 8/8, l = 250 mm, d = 0 mm Doppelmuffe Haltebolzen Präzisionsgewichtsatz g...50 g, in Etui Natriumchlorid, reinst, 250 g
4 Gedruckt: :6:57 P Aufbau und Durchführung Aufbau Baue mit dem Stativfuß und der Stativstange wie in Abb. und Abb. 2 zu sehen ein Stativ auf. Abb. Abb. 2 Halte die Platte mit Skale in die Mitte des Hebels, stecke dann den Haltebolzen durch das Zeigerloch und durch das Hebelloch (Abb. 3). Befestige den Haltebolzen mit der Doppelmuffe (Abb. 4). Abb. 3 Abb. 4 Setze die Waagschalen zusammen (Abb. 5) und hänge je eine an beide Enden des Hebels (Abb. 6).
5 Gedruckt: :6:57 P Abb. 5 Abb. 6 Stelle den Zeiger so ein, dass er genau auf die Nullmarke zeigt (Abb. 7). Abb. 7
6 Gedruckt: :6:57 P Durchführung Fülle genau 50 ml Wasser in den Messzylinder, benutze dazu die Pipette. Lies das Volumen Vam Messzylinder genau ab, beachte dabei den Meniskus! Bestimme die Masse m 0 des kleinen Bechers mit der Balkenwaage (Abb. 8), notiere das Ergebnis in Tabelle auf der Ergebnisseite und fülle den Inhalt des Messzylinders in den kleinen Becher. Achte darauf, dass du alles Wasser umfüllst! Bestimme die Masse m von Becher und Wasser und notiere den neuen Wert in Tabelle ein. Gib 0 g NaCl (Kochsalz) in den Messzylinder und fülle mit 40 ml Wasser auf. Rühre die Lösung mit dem Glasröhrchen kräftig um, bis alles Kochsalz aufgelöst ist, und fülle mit der Pipette auf genau 50 ml auf. Gib die Lösung in den kleinen Becher, bestimme die Masse m 2 der Lösung mit Becher und trage auch dieses Ergebnis in Tabelle ein. Abb. 8 Um den Stativfuß auseinander zu bauen, drücke die gelben Knöpfe (Abb 9). Abb. 9
7 Gedruckt: :6:57 P Protokoll: Dichtebestimmung flüssiger Körper Ergebnis - Tabelle (3 Punkte) Trage die Messwerte in die Tabelle ein. Masse des kl. Bechers: leer mit 50 ml Wasser mit 50 ml Lösung (0% Salz) m 0 in g m in g m 2 in g Auswertung - Frage (6 Punkte) Berechne aus V = 50 ml und m = m - m 0 bzw. m = m 2 - m 0 die Dichte von Wasser und die der Kochsalzlösung nach der Formel: ρ = m V Stoff Wasser Kochsalzlösung (0%) m in g V in cm 3 ρ in g/cm 3
8 Gedruckt: :6:57 P Auswertung - Frage 2 (0 Punkte) Welcher Stoff hat die größere Dichte? Auswertung - Frage 3 (0 Punkte) Kannst du diesen Sachverhalt begründen?
9 Gedruckt: :6:57 P Auswertung - Frage 4 (0 Punkte) Kennst du flüssige Stoffe mit geringerer Dichte als Wasser? Auswertung - Zusatzaufgabe (0 Punkte) Was geschieht, wenn du Öl oder Spiritus vorsichtig auf Wasser gibst? Kannst du deine Antwort begründen?
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