Orodja za merjenje gostote

Eden od osnovnih izrazov, ki se uporabljajo v mnogih naravoslovnih vedah, je gostota, fizikalna lastnost, opredeljena kot masa predmeta, deljena s prostornino. To pomeni, da morate za merjenje gostote običajno izmeriti maso in prostornino predmeta ločeno, nato pa izračunati njegovo gostoto tako, da maso delite s prostornino. Za merjenje mase in prostornine potrebujete nekaj osnovnih laboratorijskih orodij.

Masa je ena najlažje pridobljenih meritev. Za določitev teže ali mase predmeta uporabite tehtnico ali elektronsko tehtnico. Ta meritev je običajno predstavljena v unčah ali gramih za angleški oziroma metrični sistem. Ko merite maso tekočine, najprej stehtajte posodo in nato pred dodajanjem tekočine tehtajte tehtnico.

Najbolj natančen način določanja prostornine predmeta, še posebej v primeru nepravilne oblike, je potopitev v vodo in merjenje količine vode, ki jo izpodriva. Najboljši pripomoček za to delo je graduiran valj, ki je dovolj velik, da lahko objekt zadržuje in vodo, da ga popolnoma potopite. Diplomirani valj vam lahko pove tudi prostornino tekočine tako, da jo vlijete v prazen valj. Ne uporabljajte čaše za določanje glasnosti, saj je lestvica, natisnjena na strani čaše, morda manj natančna kot lestvica na graduiranem cilindru, ki je posebej zasnovan za merjenje.

Ko izmerite maso in prostornino predmeta, s preprostim izračunom najdete gostoto. Maso razdelimo na prostornino, da dobimo gostoto. Na primer, v merilni valj izmerite količino čiste vode in vidite, da znaša 11,5 ml. Na tehtnico položite plastično tehtnico in ugotovite, da je njena masa 3,2 grama. Ko dodate vodo, sešteje 14,7 grama. Od skupne mase odštejemo maso posode, da dobimo samo maso vode:

11,5 gramov delite z 11,5 ml, da dobite gostoto, 1,0 grama na ml.

Gostoto je težko izmeriti neposredno in natančno, saj je odvisna od dveh ločenih lastnosti, mase in prostornine. Gostota pa pride v poštev s tekočinami in flotacijo, saj se gostejši predmet vedno potopi v manj gosto tekočino in plava na tekočini večje gostote. Hidrometer je posebna naprava, ki se uporablja za določanje gostote tekočin. Namesto da bi merili prostornino v graduiranem jeklenki in nato morali tehtati tekočino, da bi ugotovili njeno maso (in pri odštevanju teže posode) bo hidrometer plaval na drugačni ravni v tekočini glede na gostoto. Različni hidrometri uporabljajo različne skale za merjenje gostote, zato sledite vsem navodilom in natančno merite.

Kaj lahko storite zdaj, ko ste določili gostoto? Je lastnost snovi, kar pomeni, da ima katera koli količina čistega svinca enako gostoto, ne glede na to, ali imate tono ali nekaj delcev; enako velja za katero koli čisto snov. Številne snovi imajo dobro znano, objavljeno vrednost gostote, ki lahko deluje kot "prstni odtis", kar omogoča prepoznavanje neznane snovi z ugotavljanjem njene gostote. Prav tako vam bo povedal, ali je predmet iz čiste snovi ali je zmes. Znamenita zgodba pripisuje grškemu filozofu Arhimedu, ki je odkril, da kraljeva krona ni čisto zlato; izračunal je gostoto krone in ugotovil, da je manjša kot pri zlatu.