تعيين كثافة السائل كدالة لدرجة الحرارة
الجانب النظري
- كثافة السائل هي كتلة وحدة الحجوم منه.
- إذ تعد وحدة الحجوم المقبولة بشكل عام هي الميليمتر والتي تعرف بالحجم الذي يشغله جرام واحد من الماء عند درجة الحرارة 4 مo ، حيث تكون كثافة الماء بحدها الأقصى عند درجة الحرارة هذه.
- يعبر عن كثافة أي سائل عند درجة الحرارة t مo نسبة إلى كثافة الماء بدرجة الحرارة 4 مo ، ويرمز لها كما يلي:
- وكثافة سائل عند درجة حرارة معينة t مo هي ناتج ضرب كثافة السائل النسبية.
(نسبة وزن حجم معلوم من السائل إلى وزن الحجم نفسه من الماء بدرجة الحرارة نفسها) بكثافة الماء بدرجة الحرارة نفسها ، أي:
- حيث تمثل w الوزن الظاهري للماء، و wؘ الوزن الظاهري للسائل وكلاهما عند درجة الحرارة t
- للوصول إلى نتيجة دقيقة يستلزم ضبط الموازين لتجنب تأثير الهواء بتطويف كفة الميزان، أي:
حيث تمثل 0.0012 كثافة الهواء الوسطية>
- يرتبط حجم m جرام من السائل عند درجة الحرارة t و Vt بحجم الكتلة نفسها من السائل Vo عند درجة الحرارة 0o م بالمعادلة التالية:
- حاصل رسم ( 
) مقابل t ذو ميل مقداره (α / do) وله تقاطع مقداره ( 
) عند t = 0 لذا يمكن تحديد قيمة معامل التمدد α
- يعبر الضغط الداخلي للسائل Pi عن قوى التجاذب - المولية . ويعرف كالتالي :
- حيث U الطاقة الداخلية . ويمكن القول إن:
إذ تمثل β معامل الانضغاطية.
الأدوات والكيماويات المستخدمة فى التجربة
فيما يلي الأدوات والأجهزة المستخدمة فى التجربة:
- قنينتان لقياس الكثافة أو بيكنوميتران مثبت للبكنوميتر
- أغطية للبكنوميتر
- هيكسان حلقي
- بنزين
- ثرموستات عند درجة الحرارة o25م
خطوات التجربة
- يغسل البكنوميتر والأغطية ويجففون كلية ثم يوزنون.
- يملأ البكنوميتر بالماء المقطر بربط أحد أطرافه بأنبوبة مطاطية ثم يمص الماء برفق حتى يغمر الطرف الآخر بالماء.
- وبعد ذلك تعلق البكنوميتر بالثرموستات بحيث تبقى أطرافه خارج سطح سائل الثرموستات وبعد 15-20 دقيقة يتم الاتزان الحراري.
- يتم ضبط كمية الماء داخل البكنوميتر بحيث يكون ممتلئاً من نهاية أحد أطرافه إلى الإشارة الموجودة على الطرف الآخر ، وذلك بإضافة بعض قطرات الماء بواسطة وصل قضيب زجاجي حاملاً لبعض قطرات الماء بفوهة أحد الأطراف المملوءة بالماء للتو أو مص بعض الماء بوضع ورقة ترشيح ملتصقة بالفوهة نفسها.
- بعدها يترك النظام بعض الوقت ليتزن حرارياً إذا اختل ذلك.
- ثم توضع الأغطية على طرفي البكنوميتر الذي يرفع من الثرموستات خارجاً ويجفف بعناية(يرجى عدم تجفيف البكنوميتر ببشرة اليد).
- يتم وزن البكنوميتر ومحتوياته بعد أن يصل إلى درجة الجو نفسها.
- ثم يفرغ البكنوميتر ويجفف مع أغطية وتعاد الطريقة نفسها بملء البكنوميتر بالسائل المطلوب للدراسة.
- بحال استعمال قنان الكثافة عوضاً عن البكنوميتر يجب الاقتصار على إيلاج السدادات بالقناني عند وصول محتوياتها إلى درجة الحرارة المطلوبة علما بأن قناني الكثافة أسهل استخداماً من البكنوميتر ولأغلب الأغراض تكون دقيقة للحد المطلوب.
- تستحصل قيم كثافة الماء بدرجات حرارة مختلفة.
- ثم يرسم شكل بياني من ( 
) مقابل t ويحسب معامل التمدد.
- ويحسب أيضاً الضغط الداخلي لكل سائل علما بأن قيم β كالتالي:
الهكسان الحلقي 104 × 1.08 جو-1
البنزين 104 × 0.94 جو-1
وذلك عند درجة الحرارة 20o م.