Massefylde (densitet) for væsker - rapport i fysik

Side 1

[navn fjernet] NV fysikrapport 18. december 2009

Massefylde (densitet)

Formål

Formålet med forsøget er, at finde massefylden for husholdningssprit og glycerol.

Teori

Massefylden af en væske afhænger af massen og rumfanget, volumen. Massefylden kaldes også densitet.

Massefylde = masse / volume

Hvis et stofs massefylde er mindre end en væskes massefylde, kan stoffet flyde omkring væskeoverfladen. Hvis stoffet har en større massefylde, synker det ned i bunden af væsken. Der ses bort fra væskens overfladespænding. Det var grækeren Archimedes, der opdagede loven, og

derfor kaldes den Archimedes lov. (http://da.wikipedia.org/wiki/Massefylde)

Det er en opadrettet kraft, der påvirker et legemes position i væsken eller gassen, som legemet er

i. Der er to modsatrettede kræfter, der påvirker legemets position: tyngdekraften, der trækker legemet nedad og opdriften, der trækker legemet opad. På grund af newtons lov vedrørende tyngdekraften på legemet:

Eksempel på tyngdekraft: at et æble falder nedad.

eksempel på opdrigt: at et skib kan flyde

F = m * g
(Tyngdekraft = masse (af legemet) * tyngdeacceleration (i Danmark ca. 9,82 m/s²)

Formlen for opdrift

Opdrift = masse af fortrængt stof * g

Det er legemers massefylde, der bestemmer om et legeme i en væske eller gas svæver, falder eller flyver.

Eksempel: Et stykke træ har lavere massefylde end vand, hvilket gør at massen af det fortrængte vand er større end selve træets masse og derfor vil træet flyde ovenpå. Modsat dette, er træets massefylde større end atmosfærens. Derfor er massen af det fortrængte stof en del lavere end selve træets, og opdriften på træet vil da være lavere end tyngdekraften på det og det vil falde til jorden.

Formel for massefylde

ρ (rho) = massen / vægten
massen = massefylden*vægten
m= ρ*V

Side 2

[navn fjernet] NV fysikrapport 18. december 2009

Formel for liniær funktion:

y= a*x+b
A er hældningen for linjen, b er linjens skæringspunkt med y-aksen. Y-aksen = væskens masse i

gram, og x-aksen er væskens volume i ml.

Materialer

- Vægt

- Reagensglas

- Lille glas (så mængden af væsken der hældes i, kan styres bedre)

- Glycerol

- Sprit (husholdningssprit)

Fremgangsmåde

Først stilles reagensglasset på vægten, og vægten nulstilles. Så tages en væske (fx glycerol), og en lille smule hældes i. Vej og noter. Gentag; altså hæld en lille smule olie op igen. Vej og noter.

Gentag nogle gange. Vi gentog det seks gange.

Vask reagensglasset og tør det af (hvis ikke kan fejlkilder forekomme), og gentag forsøget med en ny væske. Fx sprit.

Side 3

[navn fjernet] NV fysikrapport 18. december 2009

Tag nu dine resultater, og skriv dem ind i Excel. Sæt dem ind i et diagram.

Målinger/ Resultat

Glycerol

Volumen Masse

2 | 3,1

4,4 5,3 4 3,4

5,8 | 6,5

7 | 7,3
8 | 8,4

8,8 | 9,1

9 | 9,3

9,6 | 9,7

Nu skal massefylden findes. Det gør jeg ved at finde stigningen (hældningstallet). Ved at indsætte en tendenslinje og en ligning, udregnes massefylden i Excel.

Måleusikkerhed

Sprit : y = 0,8466x

Glycerol : y = 1,0519

0

2

4

6

8

10

12

0 5 10 15

Gr.

Ml.

Massefylde

Sprit

Glycerol

Lineær (Sprit)

Lineær

(Glycerol)

Sprit

Volumen Masse

2,6 | 2,1
4,2 | 3,7
4,8 | 4,1
4,9 | 4,2
5,4 | 4,6
7,8 | 6,6
9,8 | 8,2

Side 4

[navn fjernet] NV fysikrapport 18. december 2009

Man kan aldrig være helt sikker på, at vægten måler 100 % rigtigt. Og de mål vi tog fra reagensglasset, kan have været lidt upræcise.

Diskussion / konklusion

Nu skal vi se om formålet blev opfyldt. Formål: Formålet med forsøget er, at finde massefylden for husholdningssprit og glycerol. I de to forsøg vi lavede, passede massefylden ret godt med tabelværdien på massefylderne.

Massefylden for sprit: 0,8466

For at finde afvigelsen i procent:

0,8466 - 0,7

0,8466 * 100 = 1,976 %

Her er afvigelsen lille, og vi kan hermed bestemme et næsten præcist resultat.

Massefylden for glycerol: 1,0519

For at finde afvigelsen i procent:

1,0519 – 1,26

1,0519 * 100 = -14,593 %

Her er afvigelsen større, og vi kan bestemme at resultatet er mere upræcist, og at der nok er nogle måleusikkerheder.

Flydende ikke-grundstoffer

Glycerin | flydende | 1,26
Tungt vand | flydende | 1,103
Mælk | flydende | ca. 1,03
Vand | flydende | 1,000
Benzol | flydende | 0,88

Side 5

[navn fjernet] NV fysikrapport 18. december 2009

Olie | flydende | 0,8
Ætanol (sprit) | flydende | 0,79
Benzin | flydende | 0,71-0,77

Her er et skema for andre flydende væsker. Som vi kan aflæse, har forsøget med sprit været præcist, og vi kan regne med et næsten præcist resultat. Med Glycerol (på skemaet glycerin) har der været nogle måleusikkerheder, da resultatet på forsøget, har givet en lidt højere massefylde end normalt.

Formålet er blevet opfyldt, dog med lidt måleusikkerhed.