Instrumentele utilizate pentru măsurarea densității

Unul dintre termenii de bază folosiți în multe științe ale naturii este densitatea, o proprietate fizică definită ca masa unui obiect împărțită la volumul său. Aceasta înseamnă că, pentru a măsura densitatea, de obicei trebuie să măsurați separat masa și volumul unui obiect, apoi să calculați densitatea acestuia împărțind masa la volum. Pentru a măsura masa și volumul, aveți nevoie de mai multe instrumente de bază de laborator.

Masa este una dintre cele mai ușor de obținute măsurători. Folosiți un cântar sau o balanță electronică pentru a determina greutatea sau masa obiectului. Această măsurare este de obicei reprezentată în uncii sau grame pentru sistemele engleze și respectiv metrice. Când măsurați masa unui lichid, cântăriți mai întâi recipientul și apoi tarați cântarul înainte de a adăuga lichidul.

Cel mai precis mod de a determina volumul unui obiect, mai ales în cazul unui obiect de formă neregulată, este să-l scufundați în apă și să măsurați cantitatea de apă pe care o deplasează. Un cilindru gradat suficient de mare pentru a ține atât obiectul, cât și suficientă apă pentru a-l scufunda complet este cel mai bun instrument pentru această lucrare. Un cilindru gradat vă poate spune, de asemenea, volumul unui lichid pur și simplu turnându-l într-un cilindru gol. Nu utilizați un pahar pentru a determina volumul, deoarece scala imprimată pe partea laterală a paharului poate fi mai puțin precisă decât cea de pe un cilindru gradat, care este special conceput pentru măsurare.

Odată ce ați măsurat masa și volumul unui obiect, veți găsi densitatea cu un calcul simplu. Împărțiți masa la volum pentru a obține densitatea. De exemplu, măsurați o cantitate de apă pură într-un cilindru gradat și vedeți că ajunge la 11,5 ml. Așezați un vas de cântărit din plastic pe o cântar și găsiți că masa acestuia este de 3,2 grame. Când adăugați apă, totalul ajunge la 14,7 grame. Scădeți masa vasului din total pentru a obține masa apei singură:

Împărțiți 11,5 grame cu 11,5 ml pentru a obține densitatea, 1,0 grame pe ml.

Densitatea este greu de măsurat direct și precis, deoarece depinde de două proprietăți separate, masa și volumul. Cu toate acestea, densitatea intră în joc cu fluidele și plutirea, deoarece un obiect mai dens se va scufunda întotdeauna într-un fluid mai puțin dens și va pluti pe un fluid cu densitate mai mare. Un hidrometru este un dispozitiv special utilizat pentru a determina densitatea lichidelor. În loc să măsoare volumul într-un cilindru gradat și apoi să trebuiască să cântărească lichidul pentru a determina masa acestuia (și, de desigur, scăzând greutatea containerului său), un hidrometru va pluti la un nivel diferit într-un lichid pe baza acestuia densitate. Diferite hidrometre folosesc scale diferite pentru măsurarea densității, așa că urmați toate instrucțiunile și măsurați cu atenție.

Acum că ai stabilit densitatea, ce poți face cu ea? Este o proprietate intrinsecă a unei substanțe, adică orice cantitate de plumb pur are aceeași densitate, indiferent dacă aveți o tonă sau câteva particule; același lucru este valabil și pentru orice substanță pură. Multe substanțe au o valoare binecunoscută, publicată pentru densitate, care poate acționa ca o „amprentă digitală”, permițându-vă să identificați o substanță necunoscută prin găsirea densității acesteia. De asemenea, vă va spune dacă un obiect este făcut dintr-o substanță pură sau dacă este un amestec. O poveste celebră îl merită pe filosoful grec Arhimede, care a descoperit că coroana unui rege nu era aur pur; a calculat densitatea coroanei și a constatat că era mai mică decât cea a aurului.