Come calcolare il peso dell'acqua spostata

Il metodo di spostamento è un modo affidabile per determinare il volume di un oggetto che non ha dimensioni misurabili, come una statua o una roccia. Immergi semplicemente la roccia in acqua in un contenitore abbastanza grande da contenerla e misura il volume d'acqua che sposta. Il principio risale al matematico greco Archimede, che potrebbe aver corso per le strade gridando "Eureka" quando lo scoprì. Se vuoi conoscere il peso dell'acqua spostata, misura semplicemente il suo volume e moltiplicalo per la densità dell'acqua.

TL; DR (troppo lungo; non ho letto)

È possibile determinare il peso di un volume di acqua spostata moltiplicando per la densità dell'acqua. Nelle unità metriche CGS, la densità dell'acqua a 4 C è 1 gm/ml, quindi se stai usando queste unità, il volume in millilitri e il peso in grammi sono lo stesso numero con un alto grado di precisione.

La densità dell'acqua varia con la temperatura

La densità dell'acqua cambia con la temperatura. Il suo massimo si verifica a 4 gradi Celsius (39,2 gradi Fahrenheit). In unità metriche, è 1 g/ml nel sistema CGS (centimetri, grammi, secondi) e 1.000 kg/m

3 nel sistema MKS (metri, chilogrammi, secondi). Nel sistema imperiale, è 62,42 lb/cu. piedi L'acqua è l'unico composto che effettivamente diventa meno denso quando gela, e con l'aumento della temperatura, anche la densità diminuisce. A una temperatura leggermente inferiore a quella ambiente, che è la temperatura che probabilmente eseguirai nella maggior parte degli esperimenti, la densità è 0,9982 g/ml o 62,28 lb/cu.ft. Questa è una differenza di soli due millesimi di punto percentuale, quindi è importante solo per calcoli molto accurati.

Misura il volume

Quando si utilizza il metodo di spostamento, è possibile scegliere tra due modi per misurare il volume dell'acqua spostata. Uno è riempire il contenitore fino all'orlo e raccogliere l'acqua che trabocca in un contenitore graduato. L'altro è misurare la variazione del livello dell'acqua e calcolare il volume utilizzando le dimensioni del contenitore. Se stai misurando il volume di un piccolo campione, puoi riempire un contenitore graduato fino a un determinato segno e leggere semplicemente la scala quando l'acqua sale per determinare la variazione di volume. Questa è la procedura consueta in un laboratorio.

Determinare il peso 

Una volta conosciuto il volume dell'acqua spostata, è possibile determinarne immediatamente il peso moltiplicando per la densità dell'acqua alla relativa temperatura. Questo perché la definizione di densità (d) è massa (m) divisa per volume (v), quindi:

m=dv

In questo contesto, massa e peso sono sinonimi, a meno che tu non stia conducendo l'esperimento nello spazio.

Se la precisione non richiede diversamente, attenersi semplicemente alla densità a 4 C. Se misuri il volume in unità metriche CGS, il volume misurato in millilitri sarà quindi uguale al peso (massa) in grammi. Nelle unità MKS, moltiplica il volume in litri per 1.000 per ottenere il peso in chilogrammi. Se stai usando unità imperiali, moltiplica il volume in cu.ft. entro 62,42 per ottenere il peso in libbre. Se misuri il volume in once, galloni o iarde cubiche, usa questi fattori di conversione:

  • 1 oncia = 10-3 cu. piedi
  • 1 gallone = 0,134 cu. piedi
  • 1 metro cubo = 27 metri cubi. piedi
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