De gemakkelijkste manier om de massa van iets te vinden, is door het te wegen. Je meet eigenlijk de zwaartekracht op het object, en technisch gezien zou je het gewicht moeten delen door de versnelling als gevolg van de zwaartekracht om de massa te krijgen. Voor de meeste toepassingen zijn gewicht en massa echter in wezen equivalent. Stel nu dat je geen weegschaal hebt. Kun je nog steeds de massa van een bepaalde vloeistof vinden? Ja, als je weet wat de vloeistof is, kun je de massa vinden door het volume te meten en de dichtheid op te zoeken. Als je niet weet wat de vloeistof is, kun je de dichtheid bepalen door het soortelijk gewicht te meten met een hydrometer.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Sindsdichtheid = massa/volume, kun je de massa van een bepaalde hoeveelheid vloeistof vinden als je de dichtheid kent. Je kunt de dichtheden van bekende vloeistoffen opzoeken in een tabel. Als je een mysterieuze vloeistof hebt, kun je de dichtheid meten met een hydrometer.
Een vloeistof wegen
Je kunt een vast object direct op een weegschaal plaatsen, maar een vloeistof moet altijd in een container zitten en de container heeft gewicht. Als je een bepaald volume van een vloeistof in een beker hebt en je wilt zijn massa/gewicht, dan moet je eerst het gewicht van de lege beker vinden. Je zou de vloeistof kunnen wegen, uit de beker gieten en dan de beker wegen en het gewicht aftrekken van het gewicht van de beker-plus-vloeistof. Deze methode is echter onnauwkeurig, omdat er wat vloeistof in de container zou achterblijven. Een nauwkeuriger methode is om het bekerglas op de weegschaal te plaatsen, het gewicht te noteren en vervolgens de vloeistof erin te gieten en het nieuwe gewicht te noteren.
De meeste weegschalen hebben een tarra-instelling en wanneer u erop drukt, wordt de schaal op nul gezet. Deze functie maakt het gemakkelijk om een vloeistof te wegen. Als u een tarraknop op uw weegschaal heeft, zet u de lege container op de weegschaal en drukt u op tarra. Wanneer de schaal nul aangeeft, giet u de vloeistof erin. De nieuwe aflezing is het gewicht van de vloeistof.
Massa berekenen op basis van dichtheid
Elke vloeistof heeft een karakteristieke dichtheid (D), die wordt gedefinieerd als de verhouding van zijn massa (m) tot zijn volume (v). Wiskundig:
D=\frac{m}{v}
Als je weet welke vloeistof je hebt, kun je de dichtheid opzoeken in een tabel. Als je dat eenmaal weet, hoef je alleen maar het volume te meten om de massa van de vloeistof te vinden. Zodra u de dichtheid en het volume kent, berekent u de massa met behulp van deze relatie:
m=Dv
Dichtheid wordt vaak gegeven in eenheden van kilogram/meter3. Wanneer je kleine hoeveelheden meet, is het handiger om gram en kubieke centimeter te gebruiken, dus de volgende omrekening is handig:
1\frac{\text{kg}}{\text{m}^3}=0.001\frac{\text{g}}{\text{cm}^3}\text{ en }1\frac{\text {g}}{\text{cm}^3}=1.000\frac{\text{kg}}{\text{m}^3}
Voorbeeld
Wat is de massa van 2 liter aceton?
Als je de dichtheid van aceton in een tabel opzoekt, vind je het 784,6 kg/m3. Voordat u de berekening maakt, moet u het vloeistofvolume dat u bij de hand heeft omrekenen naar kubieke meter met de omrekening 1 liter = 0,001 kubieke meter. Nu heb je alle informatie die je nodig hebt:
2 liter aceton weegt:
(784.6\text{ kg/m}^3)(0.002\text{ m}^3)=1.57\text{ kg}=1570\text{ g}
Dichtheid vinden met behulp van een hydrometer
Het soortelijk gewicht van een materiaal is een dimensieloze eenheid die je verkrijgt door de dichtheid van het materiaal te delen door die van zuiver water van 4 graden Celsius. Als je een mysterieuze vloeistof hebt, kun je de massa ervan vinden door het soortelijk gewicht te meten met een hydrometer. Dit is een glazen buis met een luchtbel aan de onderkant. Je vult de bel met de vloeistof en plaatst deze in water. Afhankelijk van de dichtheid zal de hydrometerbel ver onder het wateroppervlak zinken of dicht bij het oppervlak drijven. U kunt het soortelijk gewicht aflezen, meestal in g/cm3, van de schaal aan de zijkant van de hydrometer. Het is het merkteken dat net het wateroppervlak raakt.
Als je eenmaal het soortelijk gewicht kent, weet je ook de dichtheid, omdat je het soortelijk gewicht gewoon vermenigvuldigt met de dichtheid van water, dat is 1 g/cm3, om dichtheid te krijgen. Je kunt dan de massa van een bepaald volume van de vloeistof vinden door de dichtheid te vermenigvuldigen met het volume van de vloeistof die je hebt.