多くの自然科学で使用される基本的な用語の1つは密度です。密度は、オブジェクトの質量をその体積で割ったものとして定義される物理的特性です。 つまり、密度を測定するには、通常、オブジェクトの質量と体積を別々に測定してから、質量を体積で割って密度を計算する必要があります。 質量と体積を測定するには、いくつかの基本的な実験ツールを使用する必要があります。
規模
質量は、最も簡単に取得できる測定値の1つです。 はかりまたは電子天びんを使用して、オブジェクトの重量または質量を決定します。 この測定値は通常、英語とメートル法でそれぞれオンスまたはグラムで表されます。 液体の質量を測定するときは、まず容器の重さを量り、次にスケールを風袋引きしてから液体を追加します。
メスシリンダー
特に不規則な形状のオブジェクトの場合、オブジェクトの体積を決定する最も正確な方法は、オブジェクトを水に浸し、移動する水の量を測定することです。 オブジェクトと完全に浸すのに十分な水の両方を保持するのに十分な大きさのメスシリンダーは、この作業に最適なツールです。 メスシリンダーは、空のシリンダーに液体を注ぐだけで、液体の量を知ることもできます。 ビーカーの側面に印刷された目盛りは、特に測定用に設計されたメスシリンダーよりも精度が低い可能性があるため、量を決定するためにビーカーを使用しないでください。
密度の計算
オブジェクトの質量と体積を測定したら、簡単な計算で密度を見つけます。 質量を体積で割って密度を求めます。 たとえば、メスシリンダー内の純水の量を測定すると、11.5mlになることがわかります。 プラスチック製の計量皿をはかりの上に置き、その質量が3.2グラムであることがわかります。 水を加えると、合計は14.7グラムになります。 合計から皿の質量を引くと、水の質量だけが得られます。
14.7-3.2 = 11.5 \ text {グラム}
11.5グラムを11.5mlで割って、密度を取得します。密度は1mlあたり1.0グラムです。
比重計
密度は、質量と体積という2つの別個の特性に依存するため、直接正確に測定するのは困難です。 ただし、密度の高いオブジェクトは常に密度の低い流体に沈み、密度の高い流体に浮くため、密度は流体と浮力に関係します。 比重計は、液体の密度を測定するために使用される特別な装置です。 メスシリンダー内の体積を測定してから、液体の質量を決定するために液体の重さを量る必要があるのではなく、 もちろん、その容器の重量を差し引くと、比重計はその容器に基づいて液体内の異なるレベルで浮きます 密度。 比重計が異なれば、密度の測定に異なるスケールを使用するため、すべての指示に従い、注意深く測定してください。
密度の価値
密度を決定したので、それで何ができますか？ これは物質の固有の特性です。つまり、1トンの粒子であろうと数個の粒子であろうと、純粋な鉛の量は同じです。 同じことが純粋な物質にも当てはまります。 多くの物質には、「指紋」として機能することができる密度のよく知られた公表された値があり、その密度を見つけることによって未知の物質を識別することができます。 また、オブジェクトが純粋な物質でできているのか、それとも混合物であるのかを示します。 有名な物語は、王の冠が純金ではないことを発見したギリシャの哲学者アルキメデスの功績によるものです。 彼は王冠の密度を計算し、それが金の密度よりも低いことを発見しました。