Indhold
Archimedes opstod metoden til at finde densitet ved hjælp af vandfortrængning. En historie om hans opdagelse involverer kongernes guldkrone, en muligvis larcenøs juveler og et badekar. Sandt eller ej, historien overlever i en eller anden version på grund af vigtigheden af Archimedes opdagelse snarere end om juveleren virkelig forsøgte at snyde kongen.
TL; DR (for lang; læste ikke)
Beregning af densitet bruger formlen D = m ÷ v, hvor D betyder densitet, m betyder masse og v betyder volumen. Find masse ved hjælp af en balance skala, og brug vandfortrængning til at finde volumen af uregelmæssige genstande. Vandfortrængning fungerer, fordi mængden af vand, der forskydes af en genstand nedsænket i vand, er lig med objektets volumen. Hvis en genstand nedsænket i en gradueret cylinder hæver vandstanden fra 40 ml til 90 ml, er volumenændringen på 50 ml lig med volumen af objektet i kubikcentimeter.
Forståelse af densitet
Al materie har masse og optager plads. Tæthed, en beregnet værdi, måler stofmængden i et rum. For at beregne et materiales densitet skal du finde objektets masse og volumen. Beregn objektets densitet ved hjælp af formeltætheden er lig med masse divideret med volumen, D = m ÷ v.
Finde masse
At finde masse kræver anvendelse af en balance skala. De fleste masseskalaer afbalancerer det ukendte objekt mod en kendt masse. Eksempler inkluderer tredobbeltbalancer og ægte vægte, ligesom den klassiske skala, der ses i et assaykontor. Elektroniske skalaer kan også indstilles som masseskalaer. Badevægte måles bortset fra mangler den krævede nøjagtighed og måler vægt og ikke masse. Masse måler stofmængden i et objekt, mens vægten måler tyngdekraften på en objekts masse.
Finder lydstyrke
Findning af volumen af regelmæssige geometriske objekter bruger standardformler. Volumen af en kasse er for eksempel lig med længde gange bredde gange højde. Ikke alle objekter passer dog til en formel. For disse uregelmæssigt formede genstande skal du bruge vandfortrængningsmetoden til at finde objektets volumen.
Vandfortrængning bruger en bestemt egenskab af vand: 1 ml (forkortet ml) vand optager 1 kubikcentimeter (cm)3) plads eller volumen, når vandet er ved standardtemperatur (0 ° C) og tryk (1 atmosfære). Et objekt, der er helt nedsænket i vand, forskyder eller udligner et volumen vand svarende til objektets volumen. Så hvis en genstand fortrænger 62 ml vand, er objekternes volumen lig med 62 cm3.
Metoder til anvendelse af vandfortrængning til at finde volumen kræver at nedsænke objektet i en kendt vandmængde og måle ændringen i vandstanden. Hvis objektet passer ind i en gradueret cylinder eller et målekop, kan du læse målingen direkte. Hvis vandstanden starter ved 40 ml og skifter til 90 ml efter neddykket genstand, svarer objektets volumen til det endelige vandmængde (90 ml) minus initial vandmængde (40 ml) eller 50 ml.
Hvis objektet ikke passer ind i en gradueret cylinder eller målekop, kan du måle mængden af forskudt vand på forskellige måder. En metode kræver, at en skål placeres i en bakke eller en større skål. Den inderste skål skal være stor nok til, at genstanden kan nedsænkes helt. Fyld den indre skål helt fuld af vand. Skub forsigtigt objektet ind i skålen uden at skabe bølger eller sprøjte, så det fordrevne vand spildes i den større skål eller bakke. Fjern den inderste skål meget omhyggeligt, så der ikke spildes ekstra vand. Mål derefter vandmængden i den større skål. Dette volumen er lig med objektets volumen.
En anden, måske mere praktisk metode, bruger også en skål. Skålen skal være stor nok til, at genstanden kan nedsænkes fuldstændigt uden at løbe over. Start med at fylde skålen med tilstrækkeligt vand til at dække genstanden helt. Før vandet tilføjes, skal du markere vandlinjen i skålen. Ligesom den graduerede cylinder markerer dette den indledende mængde vand. Tilføj derefter objektet, og vær sikker på, at objektet er helt dækket af vand. Mark denne vandledning på skålen. Fjern nu genstanden forsigtigt fra vandet.
På dette tidspunkt skal ændringen i vandmængde bestemmes. En metode måler den mængde vand, der kræves for at hæve vandstanden fra den indledende volumenlinie til den endelige volumenlinie. Dette volumen er lig med objektets volumen. En anden metode måler den mængde vand, der bruges til at fylde skålen til den første linje, og måler derefter den mængde vand, der kræves for at fylde skålen til den anden linje. Brug af formelens endelige lydstyrke minus startvolumen (vf - vjeg) giver objektets volumen. Hvis det indledende volumen af vand er lig med 900 ml vand, og det endelige volumen af vand er lig med 1.250 ml, er objektets volumen 1250 - 900 = 350 ml, hvilket betyder, at objektets volumen er lig med 350 cm3.
Finde tæthed
Når du har målt en objekts masse og volumen, kræver det at finde massefylden, at målingerne placeres i densitetsformlen D = m ÷ v. For eksempel, hvis den målte masse er lig med 875 g, og det målte volumen er lig med 350 cm3, bliver densitetsformlen D = 875 ÷ 350 = 2,50 gram pr. kubikcentimeter, normalt skrevet som 2,50 g / cm3.