Одним з основних термінів, що використовуються в багатьох природничих науках, є щільність - фізична властивість, що визначається як маса об’єкта, поділена на його об’єм. Це означає, що для вимірювання щільності зазвичай потрібно вимірювати масу та об’єм об’єкта окремо, а потім обчислити його щільність, поділивши масу на об’єм. Для вимірювання маси та обсягу потрібно використовувати кілька основних лабораторних інструментів.
Шкала
Маса - одне з найбільш легко отримати вимірювань. За допомогою ваги або електронних ваг визначте вагу або масу об’єкта. Це вимірювання зазвичай представлене в унціях або грамах для англійської та метричних систем відповідно. Вимірюючи масу рідини, спочатку зважте ємність, а потім таруйте вагу перед додаванням рідини.
Градуйований циліндр
Найбільш точним способом визначення об’єму об’єкта, особливо у випадку об’єкта неправильної форми, є занурення його у воду та вимірювання кількості води, яку він витісняє. Градуйований циліндр, достатньо великий, щоб вмістити як предмет, так і воду, щоб повністю занурити його, є найкращим інструментом для цієї роботи. Градуйований циліндр також може визначити об'єм рідини, просто переливши її в порожній балон. Не використовуйте мензурку для визначення обсягу, оскільки шкала, надрукована збоку мензурки, може бути менш точною, ніж шкала на градуйованому циліндрі, який спеціально призначений для вимірювання.
Розрахунок щільності
Вимірявши масу та об’єм об’єкта, ви знайдете щільність за допомогою простого розрахунку. Розділіть масу на об’єм, щоб отримати щільність. Наприклад, ви вимірюєте кількість чистої води в градуйованому балоні і бачите, що вона досягає 11,5 мл. Ви ставите пластикову тарілку для зважування на вагу і виявляєте, що її маса становить 3,2 грама. Коли ви додаєте воду, загальна сума становить 14,7 грам. Відніміть масу страви від загальної, щоб отримати масу однієї води:
14,7 - 3,2 = 11,5 \ text {грам}
Поділіть 11,5 грамів на 11,5 мл, щоб отримати щільність, 1,0 грам на мл.
Ареометр
Щільність важко виміряти прямо і точно, оскільки вона залежить від двох окремих властивостей, маси та об’єму. Однак щільність вступає в гру з рідинами та флотацією, оскільки більш щільний об’єкт завжди занурюється в менш щільну рідину і плаває на рідині більшої щільності. Ареометр - це спеціальний прилад, що використовується для визначення щільності рідин. Замість того, щоб вимірювати об'єм у градуйованому циліндрі, а потім потрібно зважувати рідину, щоб визначити її масу (та, з звичайно, віднімаючи вагу контейнера), ареометр плаватиме на різному рівні в рідині на основі його щільність. Різні ареометри використовують різні шкали для вимірювання щільності, тому дотримуйтесь усіх інструкцій і ретельно вимірюйте.
Значення щільності
Тепер, коли ви визначили щільність, що ви з цим можете зробити? Це властивість речовини, тобто будь-яка кількість чистого свинцю має однакову щільність, незалежно від того, чи є у вас тонна або кілька частинок; те саме стосується будь-якої чистої речовини. Багато речовин мають добре відоме, опубліковане значення щільності, яке може діяти як «відбиток пальця», що дозволяє ідентифікувати невідому речовину, знаходячи її щільність. Він також повідомить вам, чи зроблений предмет із чистої речовини, чи це суміш. У відомій історії йдеться про грецького філософа Архімеда, який виявив, що корона короля не була чистим золотом; він розрахував щільність крони і виявив, що вона менша, ніж у золота.
