Един от основните термини, използвани в много природни науки, е плътността, физическо свойство, дефинирано като маса на обекта, разделена на обема му. Това означава, че за да измервате плътността, обикновено трябва да измерите масата и обема на обекта отделно, след което да изчислите плътността му, като разделите масата на обема. За да измерите масата и обема, трябва да използвате няколко основни лабораторни инструмента.
Мащаб
Масата е едно от най-лесно получените измервания. Използвайте везна или електронен баланс, за да определите теглото или масата на обекта. Това измерване обикновено се представя в унции или грамове съответно за английски и метрични системи. Когато измервате масата на течността, първо претеглете контейнера и след това извадете кантара, преди да добавите течността.
Градуиран цилиндър
Най-точният начин за определяне обема на даден обект, особено в случай на обект с неправилна форма, е потапянето му във вода и измерването на количеството вода, която той измества. Градуираният цилиндър, достатъчно голям, за да побере едновременно обекта и достатъчно вода, за да го потопи напълно, е най-добрият инструмент за тази работа. Градуираният цилиндър може също да ви каже обема на течността, просто като я излее в празен цилиндър. Не използвайте бехерова чаша за определяне на обема, тъй като скалата, отпечатана отстрани на бехерова чаша, може да е по-малко точна от тази на градуиран цилиндър, който е специално проектиран за измерване.
Изчисляване на плътността
След като измервате масата и обема на даден обект, намирате плътност с просто изчисление. Разделете масата на обема, за да получите плътността. Например, измервате количество чиста вода в градуиран цилиндър и виждате, че достига 11,5 ml. Поставяте пластмасов съд за претегляне на кантар и установявате, че масата му е 3,2 грама. Когато добавите водата, общата сума достига 14,7 грама. Извадете масата на съда от общата сума, за да получите масата само на водата:
14,7 - 3,2 = 11,5 \ текст {грама}
Разделете 11,5 грама на 11,5 мл, за да получите плътността, 1,0 грама на мл.
Хидрометър
Плътността е трудна за измерване директно и точно, тъй като зависи от две отделни свойства, маса и обем. Плътността обаче влиза в игра с флуидите и плаването, тъй като по-плътният обект винаги ще потъне в по-малко плътна течност и ще плава върху течност с по-голяма плътност. Ареометърът е специално устройство, използвано за определяне на плътността на течностите. Вместо да се измерва обемът в градуиран цилиндър и след това да се наложи да се претегли течността, за да се определи нейната маса (и, от разбира се, като се извади теглото на неговия контейнер), хидрометърът ще плава на различно ниво в рамките на течност въз основа на неговата плътност. Различните влагомери използват различни скали за измерване на плътността, така че следвайте всички инструкции и измервайте внимателно.
Стойността на плътността
Сега, след като сте определили плътността, какво можете да направите с нея? Това е присъщо свойство на дадено вещество, което означава, че всяко количество чисто олово има еднаква плътност, независимо дали имате тон или няколко частици; същото важи и за всяко чисто вещество. Много вещества имат добре известна, публикувана стойност за плътността, която може да действа като „пръстов отпечатък“, което ви позволява да идентифицирате неизвестно вещество, като намерите неговата плътност. Също така ще ви каже дали даден предмет е направен от чисто вещество или е смес. Известна история приписва на гръцкия философ Архимед, който открил, че кралската корона не е чисто злато; той изчисли плътността на короната и установи, че тя е по-малка от тази на златото.