Щільність - це зручний засіб ідентифікації твердих і рідких речовин. Щільність, однак, не вимірюється безпосередньо. Натомість вона обчислюється за двома або більше простими вимірами.
Передумови
Щільність являє собою відношення маси об’єкта до його об’єму (кількості простору, який він займає). Тому вимірювання щільності твердої речовини або рідини обов'язково передбачає два вимірювання (масу та об'єм). У науці ці вимірювання, як правило, вказані в метричних одиницях, таких як грами (г) для маси та мілілітри (мл) або кубічні сантиметри (см³) для обсягу. У цих одиницях чиста вода має щільність 1,00 г / мл.
Вимірювальна маса
Для вимірювання маси просто потрібні шкала або вага. Тверді предмети можна просто розмістити на вазі та зважити після того, як вагу було відрегульовано таким чином, щоб початкове значення було дорівнює нулю. Для зважування рідини потрібно поміщати в ємність. У цьому випадку масу порожнього контейнера також доведеться визначити і відняти від ваги рідини плюс контейнера:
вага рідини = (вага ємності та рідини) - (вага порожньої тари)
Вимірювання обсягів твердих тіл
Для вимірювання об’єму твердого предмета доступні два методи. Якщо об’єкт має правильну геометричну форму, таку як куб, куля або циліндр, то розміри об’єкта можна визначити шляхом вимірювання штангенциркулем або простою лінійкою. Тоді ви повинні, однак, знати рівняння об’єму цієї фігури. Наприклад, об’єм (V) циліндра задається V =? R²h, де r - радіус циліндра, h - його висота. NASA надає зручний онлайн-формуляр.
Другий метод визначення об’єму твердої речовини - це кубічне переміщення. Цей метод вимагає заповненої водою ємності з градуйованим маркуванням об’єму. Було б достатньо кухонного мірного стаканчика, хоча градуйований циліндр, який використовується в хімічних лабораторіях, був би більш точним. У будь-якому випадку контейнер наповнюється водою приблизно наполовину, а предмет потім занурюється в рідину. Різниця в рівні води до і після занурення об’єкта дає кубічне переміщення, яке дорівнює об’єму об’єкта. Наприклад, якщо мірна чашка спочатку була заповнена до 4,0 унції. а потім прочитайте 4,6 унції. після занурення об’єкта об’єм об’єкта становив би 4,6 - 4,0 = 0,6 унції.
Вимірювання обсягів рідин
Обсяги рідин визначають, поміщаючи рідину в ємність із градуйованими показниками об’єму, позначеними збоку. У більшості випадків це буде той самий контейнер, який використовується для утримання рідини під час вимірювання її маси. Для цього добре працюють мірні чашки або пластикові шприци. Однак переконайтеся, що об’єм рідини є таким самим, що зважується при визначенні маси.
Розрахунок щільності
Після вимірювання маси та об’єму твердої речовини або рідини розділіть масу на об’єм для обчислення щільності.