Содержание
- TL; DR (слишком долго; не читал)
- Понимание плотности
- В поисках массы
- В поисках объема
- Нахождение плотности
Архимед создал метод определения плотности с помощью водоизмещения. Одна история его открытия включает золотую корону королей, возможно, воровство ювелира и ванну. Правда это или нет, история выживает в той или иной версии из-за важности открытия Архимеда, а не из-за того, пытался ли ювелир обмануть короля.
TL; DR (слишком долго; не читал)
Для расчета плотности используется формула D = m ÷ v, где D означает плотность, m означает массу, а v означает объем. Найдите массу, используя шкалу баланса, и используйте водоизмещение, чтобы найти объем нерегулярных объектов. Водоизмещение работает потому, что количество воды, вытесненной погруженным в воду объектом, равно объему объекта. Если объект, погруженный в градуированный цилиндр, поднимает уровень воды с 40 миллилитров до 90 миллилитров, изменение объема на 50 миллилитров равняется объему объекта в кубических сантиметрах.
Понимание плотности
Вся материя имеет массу и занимает место. Плотность, рассчитанная величина, измеряет количество вещества в пространстве. Чтобы рассчитать плотность материала, найдите массу и объем объекта. Рассчитайте плотность объекта по формуле плотности, равной массе, деленной на объем, D = m ÷ v.
В поисках массы
Нахождение массы требует использования весов. Большинство масштабов массы уравновешивают неизвестный объект против известной массы. Примеры включают в себя тройные балансовые балансы и истинные балансы, такие как классическая шкала, наблюдаемая в пробирном офисе. Электронные весы также могут быть настроены как массовые весы. Весы напольные, помимо недостаточной степени точности, измеряют вес, а не массу. Масса измеряет количество вещества в объекте, в то время как вес измеряет силу тяжести на массу объекта.
В поисках объема
Нахождение объема правильных геометрических объектов использует стандартные формулы. Например, объем ящика равен длине, умноженной на ширину и высоту. Однако не каждый объект соответствует формуле. Для этих объектов неправильной формы, используйте метод водоизмещения, чтобы найти объем объекта.
В вытеснении воды используется определенное свойство воды: 1 миллилитр (сокращенно мл) воды занимает 1 кубический сантиметр (см3) пространства или объема, когда вода имеет стандартную температуру (0 ° C) и давление (1 атмосфера). Объект, полностью погруженный в воду, вытесняет или смещает объем воды, равный объему объекта. Так, если объект вытесняет 62 мл воды, объем объекта равен 62 см.3.
Методы использования водоизмещения для определения объема требуют погружения объекта в известный объем воды и измерения изменения уровня воды. Если объект помещается в градуированный цилиндр или мерный стакан, вы можете непосредственно прочитать результат измерения. Если уровень воды начинается с 40 мл и изменяется до 90 мл после погружения объекта, объем объекта равен конечному объему воды (90 мл) минус начальный объем воды (40 мл) или 50 мл.
Если объект не помещается в мерный цилиндр или мерный стакан, вы можете измерить объем вытесненной воды различными способами. Один метод требует помещения миски в лоток или большую миску. Внутренняя чаша должна быть достаточно большой, чтобы полностью погрузить объект. Заполните внутреннюю емкость полностью водой. Осторожно, не создавая волн или брызг, вставьте объект в чашу, позволяя вытесненной воде пролиться в большую чашу или лоток. Снимите внутреннюю чашу очень аккуратно, чтобы не было разливов воды. Затем измерьте объем воды в большей миске. Этот объем равен объему объекта.
Второй, возможно, более практичный метод, также использует чашу. Чаша должна быть достаточно большой, чтобы полностью погрузить объект без перелива. Начните с наполнения чаши достаточным количеством воды, чтобы полностью покрыть объект. Перед добавлением объекта отметьте линию воды в чаше. Как градуированный цилиндр, это отмечает начальный объем воды. Затем добавьте объект, убедившись, что объект полностью покрыт водой. Отметьте эту линию воды на чаше. Теперь осторожно удалите объект из воды.
На этом этапе изменение объема воды необходимо определить. Один метод измеряет количество воды, необходимое для поднятия уровня воды от линии начального объема до линии конечного объема. Этот объем равен объему объекта. Второй метод измеряет количество воды, используемой для наполнения чаши, до первой линии, затем измеряет количество воды, необходимое для наполнения чаши, до второй линии. Используя формулу конечный объем минус начальный объем (vе - vя) дает объем объекта. Если начальный объем воды равен 900 мл воды, а конечный объем воды равен 1250 мл, объем объекта составляет 1250 - 900 = 350 мл, то есть объем объекта равен 350 см.3.
Нахождение плотности
После того, как вы измерили массу и объем объекта, для определения плотности необходимо поместить измерения в формулу плотности D = m ÷ v. Например, если измеренная масса равна 875 г, а измеренный объем равен 350 см.3тогда формула плотности становится D = 875 ÷ 350 = 2,50 грамма на кубический сантиметр, обычно записывается как 2,50 г / см.3.