Kuidas arvutada tihedust veeväljasurve järgi

Archimedes algatas tiheduse leidmise meetodi veeväljasurve abil. Üks tema avastamise lugu on seotud kuninga kuldkrooniga, võimaliku räpase juveliiriga ja vanniga. Tõsi või mitte, lugu jääb ühes või teises versioonis püsima pigem Archimedese avastuse tähtsuse tõttu kui selle pärast, kas juveliir üritas kuningat tõesti petta.

TL; DR (liiga pikk; Ei lugenud)

Tiheduse arvutamisel kasutatakse valemit D = m ÷ v, kus D tähistab tihedust, m tähistab massi ja v tähistab mahtu. Leidke mass tasakaalu skaala abil ja ebakorrapäraste objektide mahu leidmiseks kasutage veeväljasurvet. Veeväljasurve töötab, kuna vette uppunud eseme nihutatud vee kogus võrdub objekti mahuga. Kui gradueeritud silindrisse uputatud objekt tõstab veetaset 40 milliliitrilt 90 milliliitrile, võrdub 50 milliliitri mahu muutus objekti mahuga kuupsentimeetrites.

Kogu mateeria omab massi ja võtab ruumi. Tihedus, arvutatud väärtus, mõõdab ruumis oleva aine hulka. Materjali tiheduse arvutamiseks leidke objekti mass ja maht. Arvutage objekti tihedus valemiga tihedus võrdub mass jagatud mahuga:

Massi leidmiseks on vaja kasutada tasakaalu skaalat. Enamik massiskaalu tasakaalustab tundmatu objekti teadaoleva massiga. Näited hõlmavad kolmekordset kiirte ja tegelikke tasakaalu, nagu klassikaline skaala, mida on näha proovikabinetis. Elektroonilisi kaalusid võib seadistada ka masskaaludena. Vannitoa kaalud, va vajaliku täpsuse puudumine, mõõdavad kaalu, mitte massi. Mass mõõdab aine kogust objektis, kaal aga raskuse tõmmet objekti massil.

Korrapäraste geomeetriliste objektide mahu leidmiseks kasutatakse standardvalemeid. Kasti maht võrdub näiteks pikkuse, laiuse ja kõrguse korrutisega. Kuid mitte iga objekt ei sobi valemiga. Nende ebakorrapärase kujuga objektide jaoks kasutage objekti mahu leidmiseks veeväljasurumismeetodit.

Veeväljasurveks kasutatakse teatud vee omadust: 1 milliliiter (lühendatult ml) vett võtab 1 kuupsentimeetrit (cm)³) ruumi või mahtu, kui vesi on standardtemperatuuril (0 ° C) ja rõhul (1 atmosfäär). Täielikult vette uppunud objekt tõrjub või korvab veemahu, mis on võrdne objekti mahuga. Niisiis, kui objekt tõrjub välja 62 ml vett, on objekti maht 62 cm³.

Meetodid veeväljasurve kasutamiseks mahu leidmiseks nõuavad objekti uputamist tuntud veekogusse ja veetaseme muutuse mõõtmist. Kui objekt mahub gradueeritud silindrisse või mõõtekuppi, saate mõõtmist otse lugeda. Kui veetase algab 40 ml-st ja muutub pärast objekti uputamist 90 ml-ni, võrdub eseme maht lõpliku veemahuga (90 ml), millest on lahutatud esialgne veemaht (40 ml), või 50 ml.

Kui objekt ei mahu gradueeritud silindrisse ega mõõtekuppi, saate nihkunud vee mahtu mõõta erineval viisil. Üks meetod nõuab kausi asetamist salve või suuremasse kaussi. Sisemine kauss peab olema piisavalt suur, et objekt täielikult uputada. Sisemine kauss täitke täielikult veega. Libistage ese ettevaatlikult, tekitamata laineid ega pritsmeid, kaussi, lastes nihkunud veel suuremasse kaussi või salve voolata. Eemaldage sisemine kauss väga ettevaatlikult, et lisavett ei valguks. Seejärel mõõta suuremas kausis oleva vee maht. See maht võrdub objekti mahuga.

Teine, võib-olla praktilisem meetod kasutab kaussi. Kauss peab olema piisavalt suur, et objekt täielikult üle uputada, ilma et see oleks üle voolanud. Alustage kausi täitmisega nii palju, et ese oleks täielikult kaetud. Enne objekti lisamist märkige kaussi veeliin. Nagu gradueeritud silinder, tähistab see ka esialgset veemahtu. Järgmisena lisage objekt, veendudes, et objekt on täielikult veega kaetud. Märgi see veejoon kaussi. Nüüd eemaldage objekt veest ettevaatlikult.

Siinkohal tuleb kindlaks määrata veemahu muutus. Ühe meetodi abil mõõdetakse veetaset, mis on vajalik veetaseme tõstmiseks esialgsest mahujoonest lõpliku mahujooneni. See maht võrdub objekti mahuga. Teise meetodiga mõõdetakse veekogust, mida kulus kausi täitmiseks esimese reani, seejärel mõõdeti veekogus, mis oli vajalik kausi täitmiseks teise reani. Kasutades valemit lõplik maht miinus algmaht (v_f - v_i) annab objekti mahu. Kui esialgne veekogus on 900 ml vett ja lõplik veekogus 1250 ml, on objekti maht 1250–900 = 350 ml, mis tähendab, et objekti maht on 350 cm³.

Kui olete objekti massi ja mahu mõõtnud, tuleb tiheduse leidmiseks panna mõõtmised tiheduse valemisse. Näiteks kui mõõdetud mass on võrdne 875 g ja mõõdetud maht 350 cm³, siis saab tiheduse valemiks:

2,50 grammi kuupsentimeetri kohta, tavaliselt kirjutatakse 2,50 g / cm³.