Як розрахувати щільність за водовідміщенням

Posted on
Автор: John Stephens
Дата Створення: 26 Січень 2021
Дата Оновлення: 22 Листопад 2024
Anonim
Як розрахувати щільність за водовідміщенням - Наука
Як розрахувати щільність за водовідміщенням - Наука

Зміст

Архімед зародив метод знаходження щільності за допомогою водотоку. Одна історія його відкриття передбачає золоту корону королів, можливо, красуню-ювелір та ванну. Правда чи ні, історія виживає в тій чи іншій версії через важливість відкриття Архімеда, а не того, чи справді ювелір намагався обдурити короля.

TL; DR (Занадто довго; Не читав)

Для обчислення щільності використовується формула D = m ÷ v, де D означає щільність, m означає масу, а v означає об'єм. Знайдіть масу, використовуючи балансову шкалу, і використовуйте водотоннаж, щоб знайти об’єм неправильних предметів. Витіснення води працює, оскільки кількість води, витіснене об'єктом, зануреним у воду, дорівнює об'єму об'єкта. Якщо предмет, занурений у градуйований циліндр, підвищує рівень води з 40 мілілітрів до 90 мілілітрів, зміна об'єму на 50 мілілітрів дорівнює об’єму предмета в кубічних сантиметрах.

Розуміння щільності

Вся матерія має масу і займає місце. Щільність, обчислена величина, вимірює кількість речовини в просторі. Щоб обчислити щільність матеріалу, знайдіть масу та об’єм предмета. Обчисліть щільність об'єкта, використовуючи формулу, щільність дорівнює масі, поділеній на об'єм, D = m ÷ v.

Пошук меси

Пошук маси вимагає використання шкали балансу. Більшість масових ваг врівноважують невідомий предмет проти відомої маси. Приклади включають потрійні баланси променів та справжні баланси, як класична шкала, що спостерігається в кабінеті аналізу. Електронні ваги також можуть бути встановлені як масові ваги. Ваги для ванної, крім відсутності необхідного ступеня точності, вимірюють вагу, а не масу. Маса вимірює кількість речовини в об'єкті, тоді як вага вимірює силу тяжіння на масу предмета.

Пошук обсягу

Для знаходження об’єму регулярних геометричних об'єктів використовуються стандартні формули. Наприклад, об'єм коробки дорівнює довжині, ширині, кратній висоті. Однак не кожен об'єкт відповідає формулі. Для цих об'єктів неправильної форми використовуйте метод водовідміщення, щоб знайти об'єм об'єкта.

Водоміст використовує особливу властивість води: 1 мілілітр (скорочено мл) води займає 1 кубічний сантиметр (см3) простору або об'єму, коли вода знаходиться при стандартній температурі (0 ° C) і тиску (1 атмосфера). Об'єкт, повністю занурений у воду, витісняє або компенсує об'єм води, рівний об'єму об'єкта. Отже, якщо об'єкт витісняє 62 мл води, об'єм предметів дорівнює 62 див3.

Методи використання водотоку для пошуку об’єму вимагають занурення об'єкта у відомий об'єм води та вимірювання зміни рівня води. Якщо предмет помістився в градуйований циліндр або мірний стаканчик, ви можете прочитати вимірювання безпосередньо. Якщо рівень води починається від 40 мл і змінюється до 90 мл після занурення об'єкта, об'єм об'єкта дорівнює кінцевому об'єму води (90 мл) мінус початковий об'єм води (40 мл), або 50 мл.

Якщо об'єкт не поміщається в градуйований циліндр або мірний стаканчик, ви можете вимірювати об'єм води, що витісняється, різними способами. Один спосіб вимагає помістити миску в тацю або більшу миску. Внутрішня чаша повинна бути достатньо великою, щоб повністю занурити предмет. Наповніть внутрішню миску повністю наповненою водою. Обережно, не створюючи хвиль і бризок, засуньте предмет у миску, не даючи переміщеній воді розливатися у більшу миску або лоток. Виймайте внутрішню миску дуже обережно, щоб не проливалася зайва вода. Потім виміряйте об’єм води в більшій мисці. Цей об'єм дорівнює об'єму об'єкта.

Другий, можливо більш практичний метод, також використовує миску. Миска повинна бути достатньо великою, щоб повністю занурити предмет, не переливаючись. Почніть з наповнення чаші достатньою кількістю води, щоб повністю покрити предмет. Перш ніж додати об’єкт, позначте в мисці воду лінію. Як і градуйований циліндр, це позначає початковий об'єм води. Далі додайте об’єкт, впевнившись, що об’єкт повністю покритий водою. Позначте цю лінію води на мисці. Тепер обережно вийміть предмет з води.

На цьому етапі потрібно визначити зміну об’єму води. Один метод вимірює кількість води, необхідної для підняття рівня води від початкової лінії об'єму до кінцевої лінії об'єму. Цей об'єм дорівнює об'єму об'єкта. Другий метод вимірює кількість води, яка використовується для заповнення чаші до першого рядка, потім вимірює кількість води, необхідну для наповнення чаші до другої лінії. Використання кінцевого об'єму формули мінус початковий об'єм (vf - vi) дає об’єм об’єкта. Якщо початковий об'єм води дорівнює 900 мл води, а кінцевий об'єм води дорівнює 1,250 мл, об'єм об'єкта становить 1250 - 900 = 350 мл, тобто об'єм об'єкта дорівнює 350 см3.

Пошук щільності

Після того як ви виміряли масу та об'єм предмета, для знаходження щільності потрібно ввести вимірювання у формулу щільності D = m ÷ v. Наприклад, якщо вимірювана маса дорівнює 875 г, а вимірюваний об'єм дорівнює 350 см3, тоді формула щільності стає D = 875 ÷ 350 = 2,50 грама на кубічний сантиметр, зазвичай записується як 2,50 г / см3.