آزمایش تعیین ضریب انبساط حجمی مایعات
هدف آزمایش: اندازهگیری ضریب انبساط حجمی برای چند مایع مختلف.
وسایل آزمایش: پيكنومتر با درپوش نسوز، پيپت شيشهاي، پايه ستارهاي پيكنومتر.
تئوری آزمایش
بیشتر مایعات براثر افزایش دما، منبسط میشوند (بجز آب در گسترهای خاص) این امر ناشی از افزایش فاصله میانگین بین ملكولهای مایع است. بنا به تعریف ضریب انبساط حجمی مایعات عبارت است از:
كه حجم اولیه و تغییر حجم است. این رابطه را میتوان چنین بیان داشت كه نشان دهنده تغییر نسبی حجم به ازای یك درجه تغییر دماست. تعریفی مشابه با این در مورد یك جسم جامد همسانگرد صادق است.
در مورد جامدات این ضریب 3) مساوی است با:
به طور تجربی معلوم شده است كه انبساط حجمی مایعات معمولاً درحدود ده برابر انبساط حجمی جامدات میباشد.
روش آزمایش
ابتدا پیكنومتر را از مایع مورد آزمایش پر كنید. برای افزایش دقت در اندازهگیری¬ها بهتر است هوای داخل پیكنومتر كاملاً خارج شود. یك پیپت برای اندازهگیری حجم مایع، در پیكنومتر قرار دهید. حجم اولیه مایع را در دمای محیط یادداشت كنید، بهتر است سطح مایع در پایینترین نقاط پیپت قرار گیرد تا افزایش حجم بیشتری را بتوان اندازهگیری كرد. سپس پیكنومتر را در ظرف سیركولاتور قرار دهید. به كمك سیركولاتور دمای مجموعه را سه درجه سه درجه بالا برده و پس از هربار رسیدن به دمای مورد نظر چند دقیقه صبر ¬كنید تا دمای مایع داخل پیكنومتر نیز به دمای محیط برسد. این كار را تا حداكثر 150 ادامه دهید و نتایج اندازهگیری خود را در جدول زیر یادداشت كنید.
شماره آزمایش
با چشم پوشی از انبساط حجمی ظرف پیكنومتر (چرا؟) منحنی تغییرات را برحسب تغییرات دما رسم كنید و به كمك آن ضریب را بدست آورید. توجه كنید همان حجم اولیه مایع میباشد.
به پرسش های زیر پاسخ دهید:
1- اگر نخواهیم از انبساط حرارتی شیشه پیكنومتر صرف نظر كنیم باید از چه فرمولی برای نشان دادن تغییرات حجم برحسب دما استفاده نماییم؟
2- درصورتی كه مقدار واقعی گلیسرول برابر باشد، خطای نسبی در اندازهگیری را محاسبه كنید.
3- باتوجه به مقدار برای گلیسرول، ضریب انبساط طولی پیكنومتر را محاسبه كنید.