Kuinka tiheys lasketaan veden siirtymällä

Archimedes aloitti menetelmän tiheyden löytämiseksi käyttämällä veden syrjäyttämistä. Yksi tarina hänen löytöstään sisältää kuninkaan kultakruunun, mahdollisesti karkean jalokivikaupan ja kylpyammeen. Totta vai ei, tarina säilyy yhdessä tai toisessa versiossa Archimedeksen löytämisen tärkeyden takia sen sijaan, yrittikö jalokivikauppias todella huijata kuningasta.

TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)

Tiheyden laskemisessa käytetään kaavaa D = m ÷ v, jossa D tarkoittaa tiheyttä, m tarkoittaa massaa ja v tarkoittaa tilavuutta. Etsi massa vaaka-asteikolla ja käytä veden siirtymää epäsäännöllisten esineiden määrän selvittämiseen. Veden syrjäytys toimii, koska veteen upotetun kohteen syrjäyttämän veden määrä on yhtä suuri kuin kohteen tilavuus. Jos asteikkoiseen sylinteriin upotettu esine nostaa veden tason 40 millilitrasta 90 millilitraan, 50 millilitran tilavuuden muutos on yhtä suuri kuin kohteen tilavuus kuutiosenttimetreinä.

Kaikella aineella on massa ja se vie tilaa. Tiheys, laskettu arvo, mittaa aineen määrää avaruudessa. Laske materiaalin tiheys etsimällä kohteen massa ja tilavuus. Laske kohteen tiheys käyttämällä kaavaa tiheys on yhtä suuri kuin massa jaettuna tilavuudella:

Massan löytäminen vaatii tasapainoaasteen käyttämistä. Useimmat massavaaka tasapainottavat tuntemattoman kohteen tunnetun massan kanssa. Esimerkkejä ovat kolminkertaiset säteen tasapainot ja todelliset tasapainot, kuten analyysitoimistossa nähty klassinen asteikko. Sähköiset vaa'at voidaan myös asettaa massavaakaiksi. Kylpyhuoneen vaaka mittaa painoa, ei painoa, lukuun ottamatta tarvittavan tarkkuuden puutetta. Massa mittaa aineen määrää esineessä, kun taas paino mittaa painovoiman vetoa kohteen massaan.

Säännöllisten geometristen objektien määrän löytäminen käyttää vakiokaavoja. Laatikon tilavuus on yhtä kuin esimerkiksi pituus kertaa leveys ja korkeus. Kaikki objektit eivät kuitenkaan sovi kaavaan. Käytä näille epäsäännöllisen muotoisille esineille veden tilavuusmenetelmää löytääksesi kohteen tilavuuden.

Veden siirtymä käyttää tiettyä veden ominaisuutta: 1 millilitra (lyhennettynä ml) vettä vie 1 kuutiosenttimetriä (cm)³) tilaa tai tilavuutta, kun vesi on vakiolämpötilassa (0 ° C) ja paineessa (1 atmosfääri). Täysin veteen upotettu esine syrjäyttää tai kompensoi vesimäärän, joka on yhtä suuri kuin kohteen tilavuus. Joten jos esine syrjäyttää 62 ml vettä, esineen tilavuus on 62 cm³.

Menetelmät veden siirtymän käyttämiseksi tilavuuden löytämiseen edellyttävät kohteen upottamista tunnettuun vesitilavuuteen ja vesitason muutoksen mittaamisen. Jos esine mahtuu mittasylinteriin tai mittakuppiin, voit lukea mittauksen suoraan. Jos vesitaso alkaa 40 ml: sta ja muuttuu 90 ml: ksi sen jälkeen, kun esine on uponnut esineeseen, esineen tilavuus on sama kuin lopullinen vesitilavuus (90 ml) miinus alkuvesi (40 ml) tai 50 ml.

Jos esine ei mahdu mittasylinteriin tai mittakuppiin, voit mitata syrjäytyneen veden määrää eri tavoin. Yksi menetelmä edellyttää kulhon asettamista tarjottimeen tai suurempaan kulhoon. Sisemmän kulhon on oltava riittävän suuri upottamaan esine kokonaan. Täytä sisäkulho kokonaan täynnä vettä. Liu'uta esine varovasti kulhoon antaen aaltoja tai roiskeita, jolloin siirretty vesi pääsee valumaan suurempaan kulhoon tai tarjottimeen. Poista sisäkulho hyvin varovasti, jotta ylimääräistä vettä ei pääse vuotamaan. Mittaa sitten veden määrä suuremmassa kulhossa. Tämä tilavuus on yhtä suuri kuin kohteen tilavuus.

Toinen, ehkä käytännöllisempi menetelmä, käyttää myös kulhoa. Kulhon on oltava riittävän suuri upottamaan esine kokonaan ilman vuotamista. Aloita täyttämällä kulho riittävällä määrällä vettä peittämään esine kokonaan. Ennen vesileiman lisäämistä merkitse vesilinja kulhoon. Kuten mittasylinteri, tämä merkitsee alkuperäistä vesimäärää. Lisää seuraavaksi esine ja varmista, että esine on kokonaan veden peitossa. Merkitse tämä vesilinja kulhoon. Poista esine esine vedestä.

Tässä vaiheessa vesimäärän muutos on määritettävä. Yksi menetelmä mittaa tarvittavan vesimäärän vesitason nostamiseksi alkuperäisestä tilavuuslinjasta lopulliseen tilavuuslinjaan. Tämä tilavuus on yhtä suuri kuin kohteen tilavuus. Toinen menetelmä mittaa kulhon täyttämiseen käytetyn vesimäärän ensimmäiseen riviin, sitten mittaa kulhon täyttämiseen tarvittavan vesimäärän toiseen linjaan. Käyttäen kaavaa lopullinen tilavuus miinus alkutilavuus (v_f - v_i) antaa kohteen tilavuuden. Jos alkutilavuus vettä on 900 ml vettä ja lopullinen vesitilavuus on 1250 ml, esineen tilavuus on 1250-900 = 350 ml, eli kohteen tilavuus on 350 cm³.

Kun olet mitannut kohteen massan ja tilavuuden, tiheyden löytäminen vaatii mittausten asettamista tiheyskaavaan. Esimerkiksi, jos mitattu massa on 875 g ja mitattu tilavuus on 350 cm³, tiheyskaavasta tulee seuraava:

2,50 grammaa kuutiosenttimetriä kohti, yleensä kirjoitettuna 2,50 g / cm³.