Yer değiştirme yöntemi, heykel veya kaya gibi ölçülebilir boyutları olmayan bir nesnenin hacmini belirlemenin güvenilir bir yoludur. Kayayı tutacak kadar büyük bir kaba suya batırır ve yerinden çıkardığı suyun hacmini ölçersiniz. İlke, keşfettiğinde "Eureka" diye bağırarak sokaklarda koşmuş olabilecek Yunan matematikçi Arşimet'e kadar uzanıyor. Yer değiştiren suyun ağırlığını bilmek istiyorsanız, hacmini ölçün ve suyun yoğunluğu ile çarpın.
TL; DR (Çok Uzun; Okumadım)
Yer değiştiren suyun ağırlığını suyun yoğunluğu ile çarparak belirleyebilirsiniz. CGS metrik birimlerinde, 4 C'deki suyun yoğunluğu 1 gm/ml'dir, bu nedenle bu birimleri kullanıyorsanız, mililitre cinsinden hacim ve gram cinsinden ağırlık, yüksek doğruluk derecesinde aynı sayıdır.
Su Yoğunluğu Sıcaklıkla Değişir
Suyun yoğunluğu sıcaklıkla değişir. Maksimum değeri 4 santigrat derece (39.2 derece Fahrenheit) olarak gerçekleşir. Metrik birimlerde, CGS (santimetre, gram, saniye) sisteminde 1 gm/ml ve 1.000 kg/m2'dir.3 MKS (metre, kilogram, saniye) sisteminde. Imperial sisteminde, 62.42 lb/cu'dur. ft. Su, donduğunda daha az yoğun hale gelen tek bileşiktir ve sıcaklık arttıkça yoğunluk da azalır. Çoğu deneyi yapmanız muhtemel olan oda sıcaklığından biraz daha düşük bir sıcaklıkta yoğunluk 0,9982 g/ml veya 62,28 lb/cu.ft'dir. Bu, yüzdenin yalnızca iki binde biri kadar bir farktır, bu nedenle yalnızca çok doğru hesaplamalar için önemlidir.
Hacmi ölçün
Yer değiştirme yöntemini kullandığınızda, yer değiştiren suyun hacmini ölçmek için iki yol arasından seçim yapabilirsiniz. Biri, kabı ağzına kadar doldurmak ve taşan suyu dereceli bir kapta yakalamaktır. Diğeri ise su seviyesindeki değişimi ölçmek ve kabın boyutlarını kullanarak hacmi hesaplamaktır. Küçük bir örneğin hacmini ölçüyorsanız, dereceli bir kabı belirli bir işarete kadar doldurabilir ve hacim değişimini belirlemek için su yükseldiğinde ölçeği okuyabilirsiniz. Laboratuarda alışılmış prosedür budur.
Ağırlığı Belirle
Yer değiştiren suyun hacmini öğrendikten sonra, ilgili sıcaklıktaki suyun yoğunluğu ile çarparak ağırlığını hemen belirleyebilirsiniz. Bunun nedeni, yoğunluğun (d) tanımının kütle (m) bölü hacim (v) olmasıdır, yani:
m=dv
Bu bağlamda, deneyi uzayda yapmıyorsanız, kütle ve ağırlık eş anlamlıdır.
Doğruluk aksini gerektirmezse, yoğunluğu 4 C'de tutmanız yeterlidir. Hacmi CGS metrik birimlerinde ölçerseniz, mililitre cinsinden ölçülen hacim, gram cinsinden ağırlığa (kütle) eşit olacaktır. MKS birimlerinde, ağırlığı kilogram olarak bulmak için hacmi litre olarak 1.000 ile çarpın. İngiliz ölçü birimleri kullanıyorsanız, hacmi cu.ft cinsinden çarpın. 62.42'ye kadar kiloyu pound olarak almak için. Hacmi ons, galon veya metreküp cinsinden ölçerseniz, şu dönüştürme faktörlerini kullanın:
- 1 ons = 10-3 kü. ft.
- 1 galon = 0.134 cu. ft.
- 1 yarda küp = 27 cu. ft.