Archimedes stammer fra metoden til at finde tæthed ved hjælp af vandforskydning. En historie om hans opdagelse involverer kongens guldkrone, en muligvis grov juveler og et badekar. Sandt eller ej, historien overlever i en eller anden version på grund af vigtigheden af Archimedes 'opdagelse snarere end om juveleren virkelig forsøgte at snyde kongen.
TL; DR (for lang; Har ikke læst)
Beregning af densitet bruger formlen D = m ÷ v, hvor D betyder tæthed, m betyder masse og v betyder volumen. Find masse ved hjælp af en balance skala, og brug vandforskydning til at finde volumen af uregelmæssige objekter. Vandforskydning fungerer, fordi mængden af vand, der fortrænges af en genstand nedsænket i vand, er lig med genstandens volumen. Hvis en genstand nedsænket i en gradueret cylinder hæver vandstanden fra 40 milliliter til 90 milliliter, er volumenændringen på 50 milliliter lig med genstandens volumen i kubikcentimeter.
Forståelse af tæthed
Al materie har masse og optager plads. Densitet, en beregnet værdi, måler mængden af stof i et rum. For at beregne et materiales tæthed skal du finde objektets masse og volumen. Beregn objektets tæthed ved hjælp af formlen densitet er lig med masse divideret med volumen:
D = \ frac {m} {v}
Finde masse
At finde masse kræver brug af en balance skala. De fleste masseskalaer afbalancerer det ukendte objekt mod en kendt masse. Eksempler inkluderer tredobbelte balancevægte og ægte vægte, som den klassiske skala, der ses i et analysekontor. Elektroniske vægte kan også indstilles som massevægte. Badeværelsesvægte, bortset fra manglende grad af nøjagtighed, måler vægten, ikke massen. Masse måler mængden af stof i en genstand, mens vægten måler tyngdekraften på en genstands masse.
Find volumen
At finde volumen af almindelige geometriske objekter bruger standardformler. En boks volumen er f.eks. Lig med længde gange bredde gange højde. Ikke alle objekter passer dog til en formel. For disse uregelmæssigt formede genstande skal du bruge vandforskydningsmetoden til at finde genstandens volumen.
Vandforskydning bruger en bestemt egenskab af vand: 1 milliliter (forkortet ml) vand optager 1 kubikcentimeter (cm3) rum eller volumen, når vandet har standardtemperatur (0 ° C) og tryk (1 atmosfære). En genstand, der er fuldstændig nedsænket i vand, fortrænger eller udligner et volumen vand svarende til genstandens volumen. Så hvis en genstand fortrænger 62 ml vand, er genstandens volumen lig med 62 cm3.
Metoder til anvendelse af vandforskydning for at finde volumen kræver nedsænkning af objektet i et kendt vandvolumen og måling af vandstandsændringen. Hvis objektet passer i en gradueret cylinder eller et målebæger, kan du læse målingen direkte. Hvis vandniveauet starter ved 40 ml og skifter til 90 ml efter nedsænkning af objektet, er genstandens volumen lig med det endelige vandvolumen (90 ml) minus det oprindelige vandvolumen (40 ml) eller 50 ml.
Hvis objektet ikke passer ind i en gradueret cylinder eller målebæger, kan du måle volumen af forskudt vand på forskellige måder. En metode kræver at placere en skål i en bakke eller større skål. Den indvendige skål skal være stor nok til at nedsænke objektet helt. Fyld den indre skål fuld af vand. Uden at skabe bølger eller stænk skal du forsigtigt skubbe objektet ind i skålen og lade det fordrevne vand spildes i den større skål eller bakke. Fjern den indvendige skål meget forsigtigt, så der ikke spildes ekstra vand. Mål derefter volumen vand i den større skål. Dette volumen er lig med objektets lydstyrke.
En anden, måske mere praktisk metode, bruger også en skål. Skålen skal være stor nok til at nedsænke objektet helt uden at løbe over. Start med at fylde skålen med tilstrækkeligt vand til helt at dække genstanden. Før du tilføjer genstanden, skal du markere vandlinjen i skålen. Ligesom den graduerede cylinder markerer dette den oprindelige mængde vand. Dernæst tilføj objektet, og sørg for, at objektet er helt dækket af vand. Marker denne vandlinje på skålen. Fjern nu genstanden forsigtigt fra vandet.
På dette tidspunkt skal ændringen i vandvolumen bestemmes. En metode måler den mængde vand, der kræves for at hæve vandniveauet fra den oprindelige volumenlinje til den endelige volumenlinje. Dette volumen er lig med objektets lydstyrke. En anden metode måler mængden af vand, der bruges til at fylde skålen til den første linje, og måler derefter den mængde vand, der kræves for at fylde skålen til den anden linje. Brug af formlen slutvolumen minus startvolumen (vf - vjeg) giver objektets volumen. Hvis det oprindelige volumen vand er lig med 900 ml vand, og det endelige volumen vand svarer til 1.250 ml, er genstandens volumen 1250 - 900 = 350 ml, hvilket betyder, at genstandens volumen er lig med 350 cm3.
Find tæthed
Når du først har målt massen og volumenet af et objekt, skal du finde målingerne i densitetsformlen for at finde densiteten. For eksempel, hvis den målte masse er lig med 875 g, og det målte volumen er lig med 350 cm3, så bliver densitetsformlen:
D = \ frac {875} {350} = 2,50
2,50 gram pr. Kubikcentimeter, normalt skrevet som 2,50 g / cm3.