Verktygen som används för att mäta densitet

En av de grundläggande termerna som används i många naturvetenskap är densitet, en fysisk egenskap definierad som ett objekts massa dividerat med dess volym. Det betyder att för att mäta densitet måste du vanligtvis mäta ett objekts massa och volym separat och sedan beräkna densiteten genom att dela massan med volymen. För att mäta massa och volym behöver du använda flera grundläggande laboratorieverktyg.

Massa är en av de lättast erhållna mätningarna. Använd en skala eller elektronisk balans för att bestämma objektets vikt eller massa. Denna mätning representeras vanligtvis i uns eller gram för engelska respektive metriska system. När du mäter vätskans massa ska du först väga behållaren och sedan tara vågen innan du tillsätter vätskan.

Det mest exakta sättet att bestämma ett objekts volym, särskilt när det gäller ett oregelbundet format föremål, är att doppa det i vatten och mäta mängden vatten det förskjuter. En graderad cylinder som är tillräckligt stor för att rymma både föremålet och tillräckligt med vatten för att helt sänka ner det är det bästa verktyget för detta jobb. En graderad cylinder kan också berätta vätskans volym genom att helt enkelt hälla den i en tom cylinder. Använd inte en bägare för att bestämma volymen, eftersom skalan som skrivs ut på sidan av en bägare kan vara mindre exakt än den på en graderad cylinder, som är särskilt utformad för mätning.

När du väl har mätt objektets massa och volym hittar du densitet med en enkel beräkning. Dela massan med volymen för att få densiteten. Till exempel mäter du en mängd rent vatten i en graderad cylinder och ser att den når 11,5 ml. Du placerar en plastvägningsskål på en skala och upptäcker att dess massa är 3,2 gram. När du tillsätter vattnet blir summan 14,7 gram. Subtrahera massan av skålen från den totala för att få massan av vattnet ensam:

Dela 11,5 gram med 11,5 ml för att få densiteten, 1,0 gram per ml.

Densitet är svår att mäta direkt och exakt, eftersom det beror på två separata egenskaper, massa och volym. Densitet kommer dock att spela med vätskor och flytning, eftersom ett tätare föremål alltid kommer att sjunka ner i en mindre tät vätska och flyta på en vätska med större densitet. En hydrometer är en speciell anordning som används för att bestämma vätskans densitet. I stället för att mäta volymen i en graderad cylinder och sedan behöva väga vätskan för att bestämma dess massa (och, av genom att subtrahera vikten på behållaren) kommer en hydrometer att flyta på en annan nivå i en vätska baserat på dess densitet. Olika hydrometrar använder olika skalor för att mäta densitet, så följ alla instruktioner och mät noggrant.

Nu när du har bestämt densiteten, vad kan du göra med det? Det är en inneboende egenskap hos ett ämne, vilket betyder att varje mängd ren bly har samma densitet, oavsett om du har ett ton eller några partiklar; detsamma gäller för alla rena ämnen. Många ämnen har ett välkänt, publicerat värde för densitet som kan fungera som ett "fingeravtryck", så att du kan identifiera ett okänt ämne genom att hitta dess densitet. Det kommer också att berätta om ett föremål är gjort av en ren substans eller om det är en blandning. En berömd berättelse krediterar den grekiska filosofen Archimedes, som upptäckte att en kungas krona inte var rent guld; han beräknade kronans densitet och fann att den var mindre än guldets.