Alati koji se koriste za mjerenje gustoće

Jedan od osnovnih pojmova koji se koriste u mnogim prirodnim znanostima je gustoća, fizikalno svojstvo definirano kao masa predmeta podijeljena s volumenom. To znači da za mjerenje gustoće obično trebate zasebno izmjeriti masu i volumen predmeta, a zatim izračunati njegovu gustoću dijeljenjem mase s volumenom. Za mjerenje mase i volumena potrebna vam je uporaba nekoliko osnovnih laboratorijskih alata.

Masa je jedno od najlakših mjerenja. Pomoću vage ili elektroničke vage odredite težinu ili masu predmeta. Ovo mjerenje obično je prikazano u uncama ili gramima za engleski i metrički sustav. Prilikom mjerenja mase tekućine, najprije izvažite posudu, a zatim tarirajte vagu prije dodavanja tekućine.

Najtočniji način određivanja volumena predmeta, osobito u slučaju predmeta nepravilnog oblika, jest uranjanje u vodu i mjerenje količine vode koju istiskuje. Diplomirani cilindar dovoljno velik da u njega stane i predmet i dovoljno vode da ga u potpunosti uroni najbolji je alat za ovaj posao. Diplomirani cilindar također vam može reći količinu tekućine jednostavnim ulijevanjem u prazan cilindar. Nemojte koristiti čašu za određivanje glasnoće, jer ljestvica otisnuta na bočnoj strani čaše može biti manje precizna od one na graduiranom cilindru, koji je posebno dizajniran za mjerenje.

Jednom kada izmjerite masu i volumen predmeta, gustoćom ćete pronaći jednostavan izračun. Podijelite masu s volumenom da biste dobili gustoću. Na primjer, izmjerite količinu čiste vode u graduiranom cilindru i vidite da ona iznosi 11,5 ml. Stavite plastičnu posudu za vaganje na vagu i utvrdite da je njena masa 3,2 grama. Kad dodate vodu, ukupni udio iznosi 14,7 grama. Od ukupne mase oduzmite masu posude da biste dobili masu same vode:

Podijelite 11,5 grama sa 11,5 ml da se dobije gustoća, 1,0 grama po ml.

Gustoću je teško izmjeriti izravno i točno, jer ovisi o dva odvojena svojstva, masi i volumenu. Međutim, gustoća dolazi u obzir s tekućinama i plutanjem, jer će gušći objekt uvijek potonuti u manje gustu tekućinu i plutati na fluidu veće gustoće. Vlagomjer je poseban uređaj koji se koristi za određivanje gustoće tekućina. Umjesto da mjeri zapreminu u graduiranom cilindru, a zatim treba izvagati tekućinu da bi odredio njezinu masu (i, od naravno, oduzimajući težinu spremnika), hidrometar će plutati na drugoj razini unutar tekućine na temelju svoje gustoća. Različiti hidrometri koriste različite skale za mjerenje gustoće, stoga slijedite sve upute i pažljivo mjerite.

Sad kad ste odredili gustoću, što možete učiniti s njom? To je suštinsko svojstvo tvari, što znači da bilo koja količina čistog olova ima istu gustoću, bez obzira imate li tonu ili nekoliko čestica; isto vrijedi za bilo koju čistu tvar. Mnoge tvari imaju dobro poznatu, objavljenu vrijednost gustoće koja može djelovati kao "otisak prsta", što vam omogućuje prepoznavanje nepoznate tvari pronalaženjem njezine gustoće. Također će vam reći je li predmet izrađen od čiste tvari ili je to smjesa. Poznata priča pripisuje grčkom filozofu Arhimedu, koji je otkrio da kraljeva kruna nije čisto zlato; izračunao je gustoću krune i utvrdio da je manja od one u zlata.