Tiheys on kätevä tapa tunnistaa kiinteät aineet ja nesteet. Tiheyttä ei kuitenkaan mitata suoraan. Sen sijaan se lasketaan kahdesta tai useammasta yksinkertaisesta mittauksesta.
Tausta
Tiheys edustaa kohteen massan suhdetta sen tilavuuteen (sen käyttämän tilan määrä). Kiinteän tai nestemäisen tiheyden mittaaminen edellyttää siis välttämättä kahta mittausta (massa ja tilavuus). Tieteessä nämä mittaukset ilmoitetaan yleensä metrisinä yksikköinä, kuten grammoina (g) massalle ja millilitroina (ml) tai kuutiosenttimetreinä (cm3) tilavuudelle. Näissä yksiköissä puhtaan veden tiheys on 1,00 g / ml.
Massan mittaus
Massamittaukset edellyttävät yksinkertaisesti asteikkoa tai vaakaa. Kiinteät esineet voidaan yksinkertaisesti asettaa vaa'alle ja punnita vaa'an säätämisen jälkeen niin, että alkuperäinen lukema on nolla. Nesteet on sijoitettava punnittavaan astiaan. Tällöin myös tyhjän astian paino on määritettävä ja vähennettävä nesteen ja astian painosta:
nesteen paino = (astian ja nesteen paino) - (tyhjän astian paino)
Kiintoaineiden määrän mittaaminen
Kiinteän esineen tilavuuden mittaamiseksi on käytettävissä kaksi menetelmää. Jos esineellä on säännöllinen geometrinen muoto, kuten kuution, pallon tai sylinterin muoto, kohteen mitat voidaan määrittää mittaamalla jarrusatuloilla tai yksinkertaisella viivaimella. Sitten sinun on kuitenkin tiedettävä yhtälö kyseisen muodon tilavuudelle. Esimerkiksi sylinterin tilavuus (V) saadaan V =? R²h, jossa r on sylinterin säde ja h on sen korkeus. NASA tarjoaa kätevän online-kaavan.
Toinen menetelmä kiinteän aineen tilavuuden määrittämiseksi tapahtuu kuutiometrillä. Tämä menetelmä vaatii vesitäytetyn astian, jossa on asteittaiset tilavuusmerkinnät. Keittiön mittakuppi riittäisi, vaikka kemialaboratorioissa käytetty asteikkoinen sylinteri olisi tarkempi. Kummassakin tapauksessa astia täytettiin noin puoliksi täynnä vettä ja esine upotettiin sitten nesteeseen. Veden tason ero ennen ja jälkeen kohteen upottamisen antaa kuutiometrin siirtymän, joka on yhtä suuri kuin kohteen tilavuus. Esimerkiksi, jos mittakuppi täytettiin alun perin 4,0 oz: iin. ja lue sitten 4,6 oz. objektin upottamisen jälkeen kohteen tilavuus olisi 4,6 - 4,0 = 0,6 oz.
Nestemäärien mittaaminen
Nestemäärät määritetään asettamalla neste astiaan, jonka sivulle on merkitty asteikolliset tilavuuslukemat. Useimmissa tapauksissa tämä on sama säiliö, jota käytetään nesteen pitämiseen samalla kun sen massa mitataan. Mittakupit tai muoviruiskut toimivat hyvin tähän tarkoitukseen. Varmista kuitenkin, että nesteen tilavuus on sama tilavuus, joka punnitaan, kun massa määritetään.
Tiheyden laskeminen
Kun kiinteän aineen tai nesteen massa ja tilavuus on mitattu, jaa massa tilavuudella tiheyden laskemiseksi.