පරීක්ෂණ අංකය	08
පරීක්ෂණය	හෙයාර් උපකරණය භාවිත කර ද්‍රවයක සාපේක්‍ෂ ඝනත්වය සෙවීම
ද්‍රව්‍ය හා උපකරණ	හෙයාර් උපකරණය, බීකර, මීටර් කෝදු, අල්පෙනෙති, රබර් පටි, ආධාරක, ජලය හා CuSO4 ද්‍රාවණයක්
න්‍යාය
එකිනෙක මිශ්‍ර වන ද්‍රව කඳන් දෙකක් මත වෙන වෙනම, එකම පිඩන වෙනසක් ඇති කර ද්‍රව කඳන් වල උත්ක්‍රමණ උස මගින් ඒවායේ ඝනත්ව සංසන්දනය කල හැක. එක් ද්‍රවයක් ලෙස පිරිසිදු ජලය යොදා ගැනීමෙන් අනෙක් ද්‍රවයේසාපේක්‍ෂ ඝනත්වය ගණනය කල හැක. හෙයාර් උපකරණය තුල පීඩනය P ද වායුගෝලීය  පීඩනය ද π නම්, P = ρAHAg + π = ρBHBg + π ρAHAg = ρBHBg ρB/ρA = HA/HB HA = (ρB/ρA) HB Y = m X
ක්‍රියාකාරකම
1.    සමාන බීකර දෙකකට අවශ්‍ය ද්‍රව දෙක දමා තිරස් මේසයක් මත හෙයාර් උපකරණයෙහි බාහු දෙක ඇතුලත් කල හැකි දුරින් තබන්න. 2.    හෙයාර් උපකරණයේ විවෘත නල කෙලවරවල් දෙකට කම්බියක් නවා දිග දන්නා පරිදි සාදාගත් දර් ශක දෙකක් රබර් පටි ආදාරයෙන් සවිකර ගන්න. 3.    හෙයාර් උපකරණයේ මුදුනේ වූ රබර් නලයට හොඳින් මිරිකූ රබර් බෝලය සවිකර සෙමින් ලිහිල් කරමින් එක් ද්‍රව කඳක් නළය දිගේ උපරිම උසකට පැමිණි විට රබර් නලයට අගුල් දමන්න. 4.    බීකරයේ වූ ද්‍රව පෘෂ්ඨ දෙක යන්තමින් ගැවෙන ලෙස දර් ශක කම්බි සකස් කර දර් ශක කම්බියේ ඉහල කෙලවර සිට හෙයාර් උපකරණයේ නලය තුල වූ ද්‍රව කඳන් වල ඉහල පෘෂ්ඨය දක්වා වන උස කෝදු වලින් කියවා ගන්න. 5.    අදාල දර් ශක කම්බියේ උස ලබා ගත් මිනුමට එකතු කර මුළු ද්‍රව කඳේ උස ලබා ගන්න. 6.    අගුල සෙමින් ඉහිල් කර ජල කඳ 5 cm පහල යන ලෙස සමතුලිත පිහිටුමක් ලබාගෙන පෙර ලෙසම උසවල් ලබා ගන්න. 7.    මෙලෙස සමතුලිතතා පිහිටුම් 5ක් සඳහා මිනුම් ලබා ගන්න. 8.    ජල කඳේ උස HA, Y අක්ෂයටද ඝනත්වය නොදන්නා ද්‍රවයේ උස HB, X අක්ෂයට ද වන ලෙස ඉහත පාඨාංක ප්‍රස්ථාර මත ලකුණු කරන්න. මෙහිදී ප්‍රස්ථාර කොලය මත ලක්ෂ උපරිම ලෙස පැතිරී යන පරිදි අක්ෂ වල පරිමාණය තෝරා ගත යුතුය. 9.    සියලුම ලක්ෂ හරහා වඩාත් සාධාරණව ගමන් කරන සේ ප්‍රස්ථාර රේඛාව ඇඳ එම රේඛාවේ අනුක්‍රමණය ගණනය කරන්න. 10.                අනුක්‍රමණයෙන් ලැබෙන අගය (ρB/ρA), B ද්‍රවයේ සාපේක්‍ෂ ඝනත්වයට සමාන වේ. ජලයේ ඝනත්වය 1000 kg/m3 ලෙස ගෙන දෙවන ද්‍රවයේ ඝනත්වය ගණනය කරගන්න.
පාඨාංක හා ගණනය කිරීම්
1.       ක්‍රියාකාරකමෙහි උපදෙස් අනුගමනය කර පහත වගුවේ සඳහන් පාඨාංක ලබා ගන්න. (උදාහරණයක් පහත දක්වා ඇත. සියලුම පාඨාංක cm වලිනි) A ද්‍රවය  B ද්‍රවය a hA HA b hB HB 4 40 44 4 36.5 40.5 4 35 39 4 31.5 35.5 4 30 34 4 27.0 31.0 4 25 29 4 22.0 26.0 4 20 24 4 17.5 21.5 2.      සුදුසු පරිමාණයක් තෝරාගෙන HA හා HB අතර ප්‍රස්ථාරය අඳින්න. එමගින් අනුක්‍රමණය ගණනය කරන්න. අනුක්‍රමණය = (ρB/ρA) = (34-24)/(31-21.5) = 10/9.5 = 1.052 ρB = ρA x 1.052 = 1052 kg/m3
සාකච්ඡාව
U නළයේ සාපේක්ෂ ඝනත්වය සෙවිය හැක්කේ එකිනෙක මිශ්‍ර නොවන ද්‍රව දෙකක පමණක් වීම ප්‍රධානතම අවාසිය වේ. නමුත් හෙයාර් උපකරණය භාවිතා කර මිශ්‍ර වන ද්‍රව දෙකක වුවද සාපේක්ෂ ඝනත්වය සෙවිය හැක. අදාල ද්‍රව දෙක වෙන වෙනම බීකර වලට ගෙන වෙන වෙනම නළ දෙකක් තුල එකම පීඩන වෙනසකට ලක් කර ද්‍රව කඳන් වල උස ලබා ගැනෙයි. හෙයාර් උපකරණය තුල ද්‍රව දෙකමත  වායුගෝලීය පිඩනයට වඩා අඩු පීඩනයක් ඇති කරන අතර පිටතින් ද්‍රව දෙක මත එකම වයුගොලිය පීඩනයක් ක්‍රියාත්මක වේ. එම පීඩන වෙනසට අදාලව ඒ ඒ ද්‍රවය අදාල උසක ද්‍රව කඳන් සාදයි. බීකරය තුල වන ද්‍රව පෘෂ්ඨයේ පිහිටීම කියවීම ප්‍රයෝගික නොවන නිසා පෘෂ්ඨයේ යන්තමින් ගෑවෙන සේ උස දන්නා අල්පෙනෙත්තක් රබර් පටියකින් සවිකර එහි කෙලවර සිට ඉහල පෘෂ්ඨය දක්වා උස කෝදුවෙන් කියවා ගත යුතුය. පසුව එම උසවල් දෙක එකතු කර ද්‍රව කඳේ උස ලබා ගත යුතුය. වෙනත් පිහිටුමකදී බීකරයේ ද්‍රව මට්ටමත් වෙනස් වන නිසා ද්‍රව පෘෂ්ඨය යන්තමින් ගැවෙන පරිදි අල්පෙනෙත්ත නැවත සීරු මාරු කල යුතුය. එක් ද්‍රවයක් හෙයාර් උපකරණයේ අදාල බාහුවේ ඉහලටම පැමිණෙන අවස්ථාවේ සිට, සමාන ප්‍රාන්තර සහිත අවස්ථා 5 ක් සඳහා මිනුම් ලබා ගැනීමෙන් ප්‍රස්ථාරයේ අනුක්‍රමණය වඩා සාධාරණ ලෙස ලබා ගත හැක. ප්‍රස්ථාරය ඇඳීමේදී මුළු ප්‍රස්ථාර කොලය පුරා ලක්‍ෂ 5 විහිදෙන පරිදි සුදුසු පරිමාණයක් තෝරා ගැනීමෙන් නිරවද්‍යතාවය වැඩි කර ගත හැකිය. එක් ද්‍රවයක් ලෙස ජලය යොදාගෙන ඇති නිසා ජලයට සාපේක්ෂව අනෙක් ද්‍රවයේ සාපේක්ෂ ඝනත්වය ප්‍රස්ථාරයේ අනුක්‍රමණයෙන් ලැබේ.

07. U නළය භාවිත කර ද්‍රවයක සාපේක්‍ෂ ඝනත්වය සෙවීම

පරීක්ෂණ අංකය	07
පරීක්ෂණය	U නළය භාවිත කර ද්‍රවයක සාපේක්‍ෂ ඝනත්වය සෙවීම
ද්‍රව්‍ය හා උපකරණ	U නළයක්, මීටර් කෝදු දෙකක්,පොල් තෙල්, ජලය, පුනිල, කලම්ප හා ආධාරක
න්‍යාය
එකම ද්‍රවයක එකම තිරස් මට්ටමේ වූ ලක්ෂ දෙකක පීඩන සමාන වේ. එකිනෙක මිශ්‍ර නොවන ද්‍රව දෙකක්, U නළයක දෙපසට පුරවා සමතුලිතා පිහිටිමේදී එකම ද්‍රවය තුල එකම තිරස් මට්ටමේ පිහිටි ලක්ෂ දෙකක පීඩන සමාන කර ද්‍රව දෙකෙහි ඝනත්ව සංසන්දනය කල හැක. එක් ද්‍රවයක ඝනත්වය දන්නේ නම් අනෙකේ ඝනත්වය සෙවිය හැක. PA = PB ρ1h1g + π = ρ2h2g + π ρ1h1g  = ρ2h2g ρ2/ρ1  = h1/h2 h2  = ( ρ1/ρ2)  h1 Y = m X
ක්‍රියාකාරකම
1.    U නළය සිරස්ව ආධාරකයක රඳවා බාහු දෙකට ලංව මීටර් කෝදු දෙකක් සිරස්ව රඳවා ගන්න. 2.    එක් බාහුවකට පුනීලය තබා නලයෙන් අඩක් පමණ පිරෙන තුරු ජලය වත් කරන්න. 3.    අනෙක් බාහුවට පුනීලය තබා ජලයේ මිශ්‍ර නොවන ද්‍රවයක 5 cm පමණ ප්‍රමාණයක් ඇතුළු කරන්න. 4.    සමතුලිතතා පිහිටුමේදී ද්‍රව දෙක අතර පොදු පෘෂ්ඨය පිහිටන තිරස් මට්ටමේ සිට ද්‍රව දෙකෙහි මතුපිට පෘෂ්ඨ වලට ඇති උස වෙන වෙනම මැනගන්න. 5.    පසුව දෙවන ද්‍රව කඳේ උස වැඩිවන පරිදි ද්‍රවයෙන් මද ප්‍රමාණයක් නළයේ අදාල බාහුවට වත්කර පෙරලෙසම උසවල් මැනගන්න. 6.    මෙලෙස සමතුලිතතා පිහිටුම් 5ක් සඳහා මිනුම් ලබා ගන්න. 7.    ජල කඳේ උස h2, Y අක්ෂයටද ඝනත්වය නොදන්නා ද්‍රවයේ උස h1, X අක්ෂයට ද වන ලෙස ඉහත පාඨාංක ප්‍රස්ථාර මත ලකුණු කරන්න. මෙහිදී ප්‍රස්ථාර කොලය මත ලක්ෂ උපරිම ලෙස පැතිරී යන පරිදි අක්ෂ වල පරිමාණය තෝරා ගත යුතුය. 8.    සියලුම ලක්ෂ හරහා වඩාත් සාධාරණව ගමන් කරන සේ ප්‍රස්ථාර රේඛාව ඇඳ එම රේඛාවේ අනුක්‍රමණය ගණනය කරන්න. 9.    අනුක්‍රමණයෙන් ලැබෙන අගය (ρ1/ρ2), A ද්‍රවයේ සාපේක්‍ෂ ඝනත්වයට සමාන වේ. ජලයේ ඝනත්වය 1000 kg/m3 ලෙස ගෙන A ද්‍රවයේ ඝනත්වය ගණනය කරගන්න.
පාඨාංක හා ගණනය කිරීම්
1.       ක්‍රියාකාරකමෙහි උපදෙස් අනුගමනය කර පහත වගුවේ සඳහන් පාඨාංක ලබා ගන්න. (උදාහරණයක් පහත දක්වා ඇත. සියලුම මිනුම් cm වලිනි) ජල කඳේ මතුපිට පෘෂ්ඨයේ පාඨාංකය (P) පොදු පෘෂ්ඨයේ තිරස් පිහිටුමේ පාඨාංක (Q) h1 (P-Q) A ද්‍රවයේ මතුපිට පෘෂ්ඨයේ පාඨාංකය (R) පොදු පෘෂ්ඨයේ තිරස් පිහිටුමේ පාඨාංක (S) h2 (R-S) 12.5 6.5 6.0 13.0 6.0 7.0 18.0 6.0 12.0 19.5 5.5 14.0 22.5 4.5 18.0 25.0 4.0 21.0 29.5 5.5 24.0 33.0 5.0 28.0 36.5 6.5 30.0 41.0 6.0 35.0 2.       ජල කඳේ උස h2, Y අක්ෂයටද ඝනත්වය නොදන්නා ද්‍රවයේ උස h1, X අක්ෂයට ද වන ලෙස ප්‍රස්ථාරයක් අඳින්න. අනුක්‍රමණය = (30-6)/(35-7) = 24/28 = 0.85714 ρ2/ρ1 = 0.85714 ρ1 = 1000 kg/m3 ලෙස ගත් විට ρ2 = 857.14 kg/m3
සාකච්ඡාව
U නළය භාවිත කර ද්‍රවයක සාපේක්‍ෂ ඝනත්වය සෙවීම සිදු කල හැක්කේ ජලය සමග මිශ්‍ර නොවන ද්‍රවයක පමණි. පළමුව U නළය තිරස් මේසයක, සිරස්ව ආධාරකයේ රඳවා ගැනීම ඉතා වැදගත් වේ. එමෙන්ම ද්‍රව U නළයට ඇතුල් කිරීමට පුනීල භාවිත කල යුතුය. පුනීලයේ බටය U නළය තුලට ඇතුල් කර ද්‍රවය ඉතා සෙමින් U නළයේ බිත්තිය දිගේ ගලාගෙන යන ආකාරයට ද්‍රව ඇතුල් කිරීමෙන් බුබුළු සැදීම පාලනය වන අතර අවශ්‍ය ද්‍රව කඳේ උසට  ද්‍රවය ඇතුල් කිරීමට හැකිවේ. ද්‍රව දෙකෙහි පොදු පෘෂ්ඨය පවතින්නේ U නළයේ එක් බාහුවක පමණක් වුවත් මිනුම් කිරීම සඳහා එම තිරස් මට්ටම අනෙක් බාහුවට ප්‍රක්ෂේපණ කිරීමට විහිති චතුරස්‍රය භාවිත කල යුතුය. එමෙන්ම ද්‍රව පෘෂ්ඨ වල ඉහල පිහිටීම මීටර් කෝදුවෙන් කියවිමටද විහිති චතුරස්‍රය භාවිත කිරීම සුදුසුය. සමතුලිතතා පිහිටුම් 5ක් සඳහා මිනුම් ලබා ගැනීමෙන් ප්‍රස්ථාරයේ අනුක්‍රමණය වඩා සාධාරණ ලෙස ලබා ගත හැක. ද්‍රව දෙකේ පොදු පෘෂ්ඨය U නළයේ සිරස් කොටසට පැමිණෙන අවස්ථාව සහ U නළයේ මුළු උසම ද්‍රව වලින් පිරෙන අවස්ථාව අතර මුළු පරාසයම ගෙන සමාන ප්‍රාන්තර ඇති ලෙස ඉහත පිහිටීම් 5 ලබා ගැනීම සුදුසු වේ. කෙසේ වුවත් ප්‍රස්ථාරය ඇඳීමේදී මුළු ප්‍රස්ථාර කොලය පුරා ලක්‍ෂ 5 විහිදෙන පරිදි සුදුසු පරිමාණයක් තෝරා ගැනීමෙන් නිරවද්‍යතාවය වැඩි කර ගත හැකිය. එක් ද්‍රවයක් ලෙස ජලය යොදාගෙන ඇති විට ජලයට සාපේක්ෂව අනෙක් ද්‍රවයේ සාපේක්ෂ ඝනත්වය ප්‍රස්ථාරයේ අනුක්‍රමණයෙන් ලැබේ.