Förskjutningsmetoden är ett tillförlitligt sätt att bestämma volymen på ett objekt som inte har mätbara dimensioner, såsom en staty eller en sten. Du sätter helt enkelt ner berget i vatten i en behållare som är tillräckligt stor för att hålla den och mäta den volym vatten den förskjuter. Principen går till den grekiska matematikern Archimedes, som kanske har sprungit genom gatorna och ropat "Eureka" när han upptäckte den. Om du vill veta vikten på det förskjutna vattnet, mät bara volymen och multiplicera med vattentätheten.
TL; DR (för lång; Läste inte)
Du kan bestämma vikten av en volym av förskjutet vatten genom att multiplicera med vattentätheten. I CGS-metriska enheter är vattentätheten vid 4 C 1 g / ml, så om du använder dessa enheter är volymen i milliliter och vikten i gram samma antal till en hög grad av noggrannhet.
Vattentätheten varierar med temperaturen
Vattentätheten ändras med temperaturen. Dess maximala inträffar vid 4 grader Celsius (39,2 grader Fahrenheit). I metriska enheter är det 1 g / ml i CGS-systemet (centimeter, gram, sekunder) och 1000 kg / m
3 i MKS-systemet (meter, kilogram, sekunder). I det kejserliga systemet är det 62,42 lb / cu. med. Vatten är den enda föreningen som faktiskt blir mindre tät när den fryser, och när temperaturen stiger minskar densiteten också. Vid något lägre än rumstemperatur, vilket är den temperatur du sannolikt kommer att göra de flesta experiment, är densiteten 0,9982 g / ml eller 62,28 lb / cu.ft. Det är en skillnad på endast två tusendels procent, så det är viktigt för endast mycket exakta beräkningar.Mät volymen
När du använder förskjutningsmetoden väljer du två sätt att mäta volymen på förskjutet vatten. Den ena är att fylla behållaren till randen och fånga vattnet som rinner över i en graderad behållare. Den andra är att mäta förändringen i vattennivån och beräkna volymen med hjälp av behållarens mått. Om du mäter volymen på ett litet prov kan du fylla en graderad behållare till ett visst märke och helt enkelt läsa av skalan när vattnet stiger för att bestämma volymförändringen. Det är det vanliga förfarandet i ett labb.
Bestäm vikt
När du väl känner till volymen på det förskjutna vattnet kan du genast bestämma dess vikt genom att multiplicera med densiteten hos vattnet vid den aktuella temperaturen. Det beror på att definitionen av densitet (d) är massa (m) dividerat med volym (v), så:
m = dv
I detta sammanhang är massa och vikt också om du inte gör experimentet i rymden.
Om noggrannheten inte kräver något annat, helt enkelt hålla fast vid densiteten vid 4 C. Om du mäter volym i CGS-metriska enheter blir den uppmätta volymen i milliliter lika med vikten (massa) i gram. I MKS-enheter multiplicerar du volymen i liter med 1000 för att få vikten i kg. Om du använder imperialenheter, multiplicera volymen i cu.ft. med 62.42 för att få vikten i pund. Om du mäter volym i uns, gallon eller kubikmeter, använd dessa omvandlingsfaktorer:
- 1 uns = 10-3 cu. med.
- 1 gallon = 0,134 cu. med.
- 1 kubikmeter = 27 kubikmeter. med.