Het is meestal vrij eenvoudig om het volume van een vloeistof in een container met een regelmatige vorm, zoals een cilinder of kubus, te berekenen. Het enige wat u hoeft te doen is de juiste wiskundige vergelijking gebruiken om de capaciteit van de container te berekenen, vervolgens het niveau van de vloeistof meten en de nodige aanpassingen maken. Het is een grotere uitdaging als de container geen regelmatige vorm heeft, en dat zijn de meeste. De uitdaging verdwijnt echter als je de dichtheid van de vloeistof kent. Het enige wat u hoeft te doen is de container en de vloeistof wegen, het gewicht van de container aftrekken en de dichtheid van de vloeistof gebruiken om uw antwoord af te leiden.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
U kunt het volume van een vloeistof uit zijn gewicht berekenen als u de dichtheid van de vloeistof kent. De dichtheid kun je meestal opzoeken in een tabel. Als u een oplossing heeft, moet u de relatieve verhoudingen van opgeloste stof en oplosmiddel kennen om de dichtheid te berekenen.
Definitie van dichtheid
Wetenschappers definiëren de dichtheid (∂) van een vaste stof, vloeistof of gas als de massa (M) van de stof per volume-eenheid (V). In wiskundige termen is dit:
∂ = M/V
De massa van een stof bepaal je door deze te wegen. Dit kan voor enige verwarring zorgen, omdat gewicht en massa verschillende grootheden zijn. Massa is een maat voor de hoeveelheid materie, terwijl gewicht een maat is voor de zwaartekracht. Het is echter gebruikelijk om kilogram, gram of pond te gebruiken voor zowel gewicht als massa, en dit komt omdat voor aardgebonden objecten de relatie tussen massa en gewicht niet verandert. Dit geldt niet voor objecten in de ruimte, maar weinig wetenschappers hebben de mogelijkheid om metingen in de ruimte uit te voeren.
De dichtheid van een vloeistof vinden
In veel gevallen kun je de dichtheid van een vloeistof opzoeken in een tabel. Sommige zijn gemakkelijk te onthouden. De dichtheid van water is bijvoorbeeld 1 g/ml, wat overeenkomt met 1.000 kg/m3, hoewel de waarde in Engelse eenheden iets minder gedenkwaardig is: 62,43 lb/cu ft. Andere dichtheden, zoals die van aceton, alcohol of benzine, zijn gemakkelijk verkrijgbaar.
Als u een oplossing heeft, moet u de relatieve concentraties van oplosmiddel en opgeloste stof kennen om de dichtheid te berekenen. U bepaalt dit door de opgeloste stof te wegen voordat u deze aan het oplosmiddel toevoegt. Als u de verhoudingen niet kent, kunt u de dichtheid niet berekenen en daarom kunt u het volume van de oplossing niet eenvoudig afleiden door deze te wegen.
Procedure voor het berekenen van het volume
Omdat u het gewicht van de vloeistof onafhankelijk van het gewicht van de container moet weten, hebt u een tweede container nodig om de vloeistof vast te houden terwijl u de eerste weegt.
Het is beter om de container te wegen voordat u de vloeistof toevoegt in plaats van de vloeistof eruit te gieten en te wegen. Kleine hoeveelheden vloeistof kunnen aan de zijkanten van de container blijven kleven en zullen deel uitmaken van het gewicht als u de tweede methode gebruikt. Deze kleine onnauwkeurigheid kan aanzienlijk zijn bij het wegen van zeer kleine hoeveelheden.
Giet de vloeistof in de container en noteer het gewicht van de container plus de vloeistof. Trek het gewicht van de container af om het gewicht van de vloeistof te krijgen.
Kijk omhoog of bereken de dichtheid van de vloeistof en bepaal vervolgens het volume van de vloeistof door de massa van de vloeistof te delen door de dichtheid.
∂ = M/V dus V = M/∂
Zorg ervoor dat u de dichtheid uitdrukt in eenheden die compatibel zijn met de massa. Als u bijvoorbeeld massa meet in grammen, drukt u de dichtheid uit in gram/milliliter, maar als u de massa in kilogram meet, drukt u de dichtheid uit in kilogram/kubieke meter.