การหาค่าความหนาแน่นของของแข็ง หัวข้อ "การหาค่าความหนาแน่นของของแข็งด้วยวิธีต่างๆ"

คำนิยามความหนาแน่นหายใจลำบากโทรผิดแบบฟอร์ม

คุณลักษณะของของแข็งที่ระบุไว้ข้างต้นแสดงให้เห็นว่าปริมาตรของของแข็งไม่สามารถคำนวณได้จากผลคูณของข้อมูลที่ได้รับจากพารามิเตอร์การวัด เช่น ความยาว ความกว้าง ฯลฯ แต่สามารถใช้วิธีอื่นในการกำหนดค่า V แทนได้ เช่น การกระจัด ตัวอย่างของของแข็งไม่ แบบฟอร์มที่ถูกต้องหินซึ่งมีความหนาแน่นสูงกว่าน้ำและไม้ก๊อกซึ่งมีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำสามารถให้บริการได้

คำนิยามความหนาแน่นหิน.
กระบอกวัดที่มีขนาดเพียงพอที่จะวางก้อนหินลงในนั้นให้เติมน้ำบางส่วน (รูปที่ 2.5, a) สังเกตปริมาตร V ของน้ำในกระบอกตวงและเขียนหน่วยเป็นซม. ไม่ใช่มล. การเลือกปริมาณน้ำในระดับที่ปริมาตรเริ่มต้น V 1 จะแสดงเป็นจำนวนเต็มจะสมเหตุสมผล เช่น 20 หรือ 30 ซม. 3 เพื่อให้ลบได้ง่ายขึ้นในภายหลัง หามวลของก้อนหิน m โดยใช้เครื่องชั่ง จากนั้นผูกด้ายกับหินแล้วหย่อนลงไปในน้ำอย่างระมัดระวังเพื่อให้จมอยู่ในนั้น (ทำไมคุณถึงคิดว่าใช้ด้ายไม่ใช่ลวด) ระดับน้ำจะเพิ่มขึ้นและแสดงปริมาตร V 2 ที่คุณอ่านได้จากสเกลของกระบอกตวง ปริมาตรนี้คือปริมาตรรวมของน้ำและหิน ดังนั้นปริมาตร V ของหินถูกกำหนดจากสูตร V = V 2 - V1.

บันทึก. ปริมาตรน้ำที่ใช้ไม่เปลี่ยนแปลง แต่หินถูกครอบครองส่วนหนึ่งของปริมาตรที่เติมน้ำ ดังนั้นระดับน้ำจึงสูงขึ้น

ความหนาแน่นของหินสามารถคำนวณได้โดยใช้สูตร:



วิธีนี้ใช้ได้กับของแข็งที่ไม่ละลายในน้ำเท่านั้น หากนำของแข็งที่ละลายน้ำไปวางในน้ำ ระดับน้ำอาจไม่เพิ่มขึ้นเลย โมเลกุลของวัตถุที่เป็นของแข็งนี้จะกระจายอย่างสม่ำเสมอทั่วปริมาตรและจะถูกนำเข้าสู่ "ช่องว่าง" ระหว่างโมเลกุลของน้ำ

ไม้ก๊อก. ในการหาปริมาตรของของแข็งที่ลอยอยู่ในน้ำ เช่น ไม้ก๊อก ควรติดอ่างล้างจาน เพื่อให้แน่ใจว่าไม้ก๊อกจมอยู่ใต้น้ำอย่างสมบูรณ์ เติมน้ำลงในภาชนะระบายน้ำและปล่อยให้ไหลออกเพื่อให้ระดับน้ำในภาชนะอยู่ที่ระดับท่อระบายน้ำพอดี (รูปที่ 2.5, b) วางกระบอกตวงไว้ใต้ท่อระบายน้ำ จากนั้นติดด้ายเข้ากับอ่างล้างจานและค่อยๆ จุ่มลงไปในน้ำจนจมมิด ปริมาตร V 1 ของซิงเกอร์จะทำให้น้ำในปริมาตรเท่ากันไหลเข้าสู่ถังวัด ปริมาตร V 1 , น้ำในกระบอกตวงเท่ากับปริมาตรของซิงเกอร์ จากนั้นกำหนดมวล m ของไม้ก๊อกโดยใช้เครื่องชั่ง มัดก๊อกและซิงก์เกอร์เข้าด้วยกันแล้วหย่อนของแข็งคู่นี้ลงในน้ำในภาชนะ น้ำจะล้นอีกครั้งผ่านท่อระบายเข้าสู่ภาชนะวัด โดยคราวนี้มีปริมาณเท่ากับปริมาตรของปลั๊ก ปริมาตร V 2 ของน้ำในกระบอกตวงคือปริมาตรของจุกและซิงเกอร์ ปริมาตร V ของปลั๊กคำนวณโดยสูตร V = V 2 - V 1 ดังนั้นความหนาแน่นของท่อคือ

การ์ดคำแนะนำ #2

งานห้องปฏิบัติการ № 1

หัวข้อ. การกำหนดความหนาแน่นของของแข็งและของเหลว

เป้า: กำหนดความหนาแน่นของของแข็งและของเหลว

อุปกรณ์: ตาชั่งพร้อมตุ้มน้ำหนัก; กระบอกวัด ไม้บรรทัด; ตรวจสอบของแข็ง (บล็อกไม้, น้ำตาลชิ้นหนึ่ง, กระบอกโลหะที่มีเกลียว); แก้วที่มีของเหลวทดสอบ (น้ำมะนาวหรือ น้ำแร่), วัสดุจำนวนมาก(ทราย).

การเตรียมทางทฤษฎี:ความหนาแน่นของสารมีค่าเท่ากับอัตราส่วนของมวลกาย มถึงระดับเสียงของมัน วี; กล่าวอีกนัยหนึ่ง ความหนาแน่นของสารคือค่าที่แสดงว่ามวลของสารในหน่วยปริมาตรเท่ากับเท่าใด

ความหนาแน่นวัดเป็น g/cm 3 , kg/m 3 .

ในการหาความหนาแน่นของสาร คุณต้องทราบมวลและปริมาตรของร่างกายที่สร้างจากสารนี้

การทดลองที่ 1 การหาความหนาแน่นของร่างกายถูกต้อง รูปทรงเรขาคณิต.

ความคืบหน้า:

1. ใช้ร่างกายของรูปทรงเรขาคณิตที่ถูกต้อง ตัวอย่างเช่นบล็อกไม้

2. ใช้เครื่องชั่งเพื่อกำหนดมวลของบล็อก

3. กำหนดขนาดของแถบโดยใช้ไม้บรรทัด คำนวณปริมาตรของแท่งโดยใช้สูตร:

ก– ความยาว ซม

ข– ความกว้าง ซม

ชม.– ความสูง ซม

4. คำนวณความหนาแน่นของร่างกาย

5. ทำซ้ำขั้นตอนที่ 2-4 คำนวณความหนาแน่นของก้อนน้ำตาล

การทดลองที่ 2 การหาความหนาแน่นของของเหลวและวัตถุที่หลวม

ความคืบหน้า:

1. ในการหามวลของของเหลว ให้วางบีกเกอร์เปล่าไว้บนเครื่องชั่ง ชั่งให้สมดุล.

2. เทของเหลวลงในบีกเกอร์และใช้เครื่องชั่งเพื่อหามวล

3. กำหนดปริมาตรของของเหลวที่เทออกจากส่วนของบีกเกอร์

4. คำนวณความหนาแน่นของของเหลว

5. ทำซ้ำขั้นตอนที่ 1-4 กำหนดความหนาแน่นของวัสดุจำนวนมาก

การทดลองที่ 3 การหาความหนาแน่นของรูปทรงเรขาคณิตที่ผิดปกติ

ความคืบหน้า:

1. ใช้ร่างกายที่มีรูปร่างผิดปกติ ตัวอย่างเช่น ดินน้ำมันหรือเทียนพาราฟิน

2. ใช้เครื่องชั่งเพื่อกำหนดน้ำหนักของร่างกาย

3. เพื่อกำหนดปริมาตรของร่างกาย รูปร่างไม่สม่ำเสมอใช้ประสบการณ์ของอาร์คิมิดีส:

เทน้ำลงในบีกเกอร์ตวง จำระดับเสียงของมัน

จุ่มร่างกายที่คุณต้องการกำหนดปริมาตรลงในน้ำ จำค่าปริมาตรของของเหลว

คำนวณความแตกต่างระหว่างสองเล่ม (เริ่มต้นและสุดท้าย) ความแตกต่างนี้จะเป็นปริมาตรของร่างกายที่มีรูปร่างผิดปกติ

4. คำนวณความหนาแน่นของร่างกาย

5. ทำซ้ำขั้นตอนที่ 1-4 คำนวณความหนาแน่นของกระบอกสูบโลหะ

6. ตามตารางความหนาแน่นกำหนดวัสดุที่ใช้ทำกระบอกสูบ

แบบฟอร์มการทำงาน:

1. กรอกตาราง:

ตรวจสอบร่างกายของเหลว	มวล ม., ก	เล่ม V ซม. 3	ความหนาแน่น
กรัม/ซม. 3	กก. / ลบ.ม
การทดลอง #1
การทดลอง #2
การทดลอง #3

2. ทำการสรุปโดยอย่าลืมระบุปัจจัยที่อาจส่งผลต่อความแม่นยำของผลลัพธ์

ตรวจสอบให้แน่ใจว่าร่างกายกันน้ำได้ เนื่องจากวิธีการที่อธิบายไว้เกี่ยวข้องกับการจุ่มร่างกายลงในน้ำ หากร่างกายเป็นโพรงหรือน้ำสามารถซึมผ่านได้ คุณจะไม่สามารถระบุปริมาตรได้อย่างแม่นยำโดยใช้วิธีนี้ หากร่างกายดูดซับน้ำ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าน้ำจะไม่ทำลายน้ำ ห้ามจุ่มอุปกรณ์ไฟฟ้าหรืออิเล็กทรอนิกส์ลงในน้ำ เพราะอาจทำให้เกิดการบาดเจ็บได้ ไฟฟ้าช็อตและ/หรือทำให้ตัวสินค้าเสียหาย

• หากเป็นไปได้ ให้ปิดผนึกร่างกายในถุงพลาสติกกันน้ำ (หลังจากปล่อยอากาศออก) ในกรณีนี้ คุณจะต้องคำนวณค่าที่ถูกต้องพอสมควรสำหรับปริมาตรของร่างกาย เนื่องจากปริมาตรของถุงพลาสติกมีแนวโน้มที่จะมีขนาดเล็ก (เมื่อเทียบกับปริมาตรของร่างกาย)

ค้นหาภาชนะที่เก็บร่างกายซึ่งคุณกำลังคำนวณปริมาตรหากคุณกำลังวัดปริมาตร วัตถุขนาดเล็กให้ใช้ถ้วยตวงที่มีขีดบอกปริมาตร (มาตราส่วน) มิฉะนั้น ให้หาคอนเทนเนอร์ที่สามารถคำนวณปริมาตรได้ง่าย เช่น คอนเทนเนอร์ในแบบฟอร์ม ลูกบาศก์, ลูกบาศก์หรือทรงกระบอก (แก้วก็ถือเป็นภาชนะทรงกระบอกได้เช่นกัน)

• ใช้ผ้าขนหนูแห้งเพื่อวางร่างกายให้พ้นน้ำ

เติมน้ำลงในภาชนะเพื่อให้ร่างกายสามารถแช่ตัวได้อย่างสมบูรณ์ แต่ในขณะเดียวกันก็เว้นช่องว่างระหว่างพื้นผิวของน้ำและขอบด้านบนของภาชนะให้เพียงพอ หากฐานของลำตัวมีรูปร่างผิดปกติ เช่น มุมก้นมน ให้เติมภาชนะเพื่อให้พื้นผิวของน้ำไปถึงส่วนปกติของลำตัว เช่น ผนังสี่เหลี่ยมตรง

สังเกตระดับน้ำหากภาชนะบรรจุน้ำโปร่งใส ให้ทำเครื่องหมายด้วยระดับ ข้างนอกภาชนะที่มีเครื่องหมายกันน้ำ มิฉะนั้น ให้ทำเครื่องหมายระดับน้ำด้วย ข้างในภาชนะโดยใช้เทปกาวสี

• หากคุณใช้ถ้วยตวง คุณไม่จำเป็นต้องทำเครื่องหมายใดๆ เพียงเขียนระดับน้ำตามขีด (สเกล) ลงบนแก้ว

จุ่มร่างกายของคุณลงในน้ำหากดูดซับน้ำได้ ให้รออย่างน้อยสามสิบวินาทีแล้วจึงดึงตัวขึ้นจากน้ำ ระดับน้ำต้องลดลงเพราะน้ำบางส่วนอยู่ในร่างกาย ลบเครื่องหมาย (ปากกามาร์คเกอร์หรือเทปกาว) เกี่ยวกับระดับน้ำก่อนหน้าและบันทึก ระดับใหม่. จากนั้นจุ่มร่างลงในน้ำอีกครั้งและทิ้งไว้ที่นั่น

หากร่างกายลอยอยู่ให้แนบวัตถุหนักเข้ากับมัน (เป็นตัวจม) และทำการคำนวณต่อไปหลังจากนั้นให้คำนวณซ้ำกับตัวจมเพื่อหาปริมาตร จากนั้นลบปริมาตรของตะกั่วออกจากปริมาตรของวัตถุที่มีน้ำหนักติดอยู่ แล้วคุณจะพบปริมาตรของวัตถุ

• เมื่อคำนวณปริมาตรของอ่างล้างจาน ให้ติดสิ่งที่คุณใช้ติดอ่างล้างจานเข้ากับตัวเครื่องที่ต้องการ (เช่น เทปหรือหมุด)

ทำเครื่องหมายระดับน้ำโดยที่ร่างกายจมอยู่ใต้น้ำหากคุณใช้ถ้วยตวง ให้บันทึกระดับน้ำตามสเกลบนถ้วยตวง ตอนนี้คุณสามารถดึงร่างกายขึ้นจากน้ำ

การเปลี่ยนแปลงปริมาตรของน้ำจะเท่ากับปริมาตรของวัตถุที่มีรูปร่างไม่ปกติวิธีการวัดปริมาตรของร่างกายโดยใช้ภาชนะบรรจุน้ำขึ้นอยู่กับข้อเท็จจริงที่ว่าเมื่อร่างกายจุ่มอยู่ในของเหลว ปริมาตรของของเหลวที่มีร่างกายแช่อยู่ในนั้นจะเพิ่มขึ้นตามปริมาตรของร่างกาย (นั่นคือ ร่างกายจะแทนที่ปริมาตรของน้ำเท่ากับปริมาตรของร่างกายนี้) ขึ้นอยู่กับรูปร่างของภาชนะบรรจุน้ำที่ใช้ มีหลายวิธีในการคำนวณปริมาตรของน้ำที่แทนที่ ซึ่งจะเท่ากับปริมาตรของร่างกาย

หากคุณใช้ถ้วยตวง แสดงว่าคุณได้บันทึกระดับน้ำ (ปริมาตร) สองค่าในกรณีนี้ จากค่าของปริมาตรของน้ำที่มีร่างกายแช่อยู่ ให้ลบด้วยค่าของปริมาตรของน้ำก่อนที่ร่างกายจะแช่อยู่ คุณจะได้ปริมาตรของร่างกาย

หากคุณใช้ภาชนะทรงลูกบาศก์ ให้วัดระยะห่างระหว่างเครื่องหมายทั้งสอง (ระดับน้ำก่อนที่ร่างจะจมอยู่ใต้น้ำและระดับน้ำหลังจากร่างจมอยู่ใต้น้ำ) รวมทั้งความยาวและความกว้างของภาชนะบรรจุน้ำ ค้นหาปริมาตรของน้ำที่แทนที่โดยการคูณความยาวและความกว้างของภาชนะ รวมถึงระยะห่างระหว่างเครื่องหมายทั้งสอง (นั่นคือ คุณคำนวณปริมาตรของสี่เหลี่ยมขนาดเล็กที่ขนานกัน) คุณจะได้ปริมาตรของร่างกาย

• อย่าวัดความสูงของภาชนะบรรจุน้ำ วัดเฉพาะระยะห่างระหว่างเครื่องหมายทั้งสอง
• ใช้

1. เทน้ำลงในบีกเกอร์ให้ได้ระดับหนึ่ง เราลดกระบอกสูบลงในบีกเกอร์ในขณะที่ระดับน้ำสูงขึ้น เอ็นหน่วยงาน ราคาแบ่งบีกเกอร์. นำกระบอกสูบออกจากบีกเกอร์

2. เราหย่อนตัวแข็งที่มีรูปร่างผิดปกติลงในบีกเกอร์ ปริมาณ
, ที่ไหน น- จำนวนส่วนที่น้ำถูกแทนที่โดยร่างกายเพิ่มขึ้น ผิดพลาดได้แน่นอน
. จากนั้นข้อผิดพลาดสัมพัทธ์:

3. ชั่งน้ำหนักและกำหนดมวล:
;

4. ข้อผิดพลาดมวลสัมบูรณ์:

5. ความหนาแน่นถูกกำหนดโดยสูตร: ρ=m/V t

แน่นอนและ ข้อผิดพลาดสัมพัทธ์ในกรณีของทรงกระบอกจะเป็น:

สรุป: ค่าสุดท้ายสำหรับปริมาตรและความหนาแน่นของกระบอกสูบ:

วีค \u003d (70.690.62) ซม. 3

ρ ค \u003d (1.560.01) ซม. 3

ค่าปริมาตรและความหนาแน่นของร่างกายที่ผิดปกติ:

วี\u003d (25.250.25) ซม. 3

ρ \u003d (3.960.04) g / cm 3

ค่า วีและ ρ ถูกเขียนขึ้นเป็นทศนิยมตำแหน่งที่ 2 เนื่องจาก การคำนวณรวมถึงปริมาณ (ความสูงและเส้นผ่านศูนย์กลาง) ที่สามารถกำหนดได้ด้วยความแม่นยำเท่านั้น

ข้อผิดพลาดด้านปริมาตรของตัวถังที่มีรูปร่างไม่สม่ำเสมอนั้นเกี่ยวข้องทางอ้อมกับข้อผิดพลาดด้านปริมาตรของกระบอกสูบ ดังนั้นอันแรกต้องไม่น้อยกว่าอันที่สอง ดังนั้น การบันทึกปริมาตรของร่างกายที่มีรูปร่างผิดปกติจึงถือว่าไม่ถูกต้อง

ในกรณีนี้ จำเป็นต้องมีการคำนวณต่อไปนี้:

.

การนับ เอ็นและ นค่าคงที่ เรามี  วีเสื้อ =  วีค \u003d 0.62 ซม. 3,  \u003d  วีค / วี t = 2.56% เช่น วีเสื้อ \u003d (25.250.62) ซม. 3

คำถามทดสอบ

มวลและความหนาแน่นของร่างกาย

การกำหนดปริมาตรของร่างกายในรูปแบบที่ถูกต้อง

การกำหนดปริมาตรของวัตถุที่มีรูปร่างไม่สม่ำเสมอ

อุปกรณ์และหลักการทำงานของเครื่องชั่งคันโยก

ผลลัพธ์ของการกำหนดมวลของวัตถุเดียวกันบนตาชั่งจะเปลี่ยนไปอย่างไรเมื่อพวกมันถูกย้ายจากโลกไปยังดวงจันทร์

งานห้องปฏิบัติการ№ 5

การกำหนดความหนาแน่น

วิธีพิคโนมิเตอร์

อุปกรณ์: พิคโนมิเตอร์, เครื่องชั่งไฟฟ้า, น้ำกลั่น, ของเหลวทดสอบ, ชิ้นส่วนของของแข็งทดสอบ

เป้า: เชี่ยวชาญการกำหนดความหนาแน่นด้วยวิธี pycnometer รวมทักษะการทำงานกับเครื่องชั่ง

ทฤษฎีการดำเนินงานโดยย่อ

pycnometer เป็นภาชนะที่มีปริมาตรคงที่ที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัด Pycnometers มักจะทำจากแก้ว (เนื่องจากปฏิกิริยาต่ำ) มีรูปร่างที่หลากหลาย

พิกโนมิเตอร์ใช้เพื่อระบุทั้งความหนาแน่นของของเหลวและความหนาแน่นของของแข็ง การวัดความหนาแน่นด้วยพิคโนมิเตอร์นั้นขึ้นอยู่กับการชั่งน้ำหนักของสารที่อยู่ในนั้น ซึ่งจะทำให้พิคโนมิเตอร์เต็มจนถึงเครื่องหมายที่คอ

ความหนาแน่นของของเหลวสามารถกำหนดได้โดยการชั่งน้ำหนักพิกโนมิเตอร์เปล่า พิกโนมิเตอร์ที่มีน้ำกลั่นสลับกัน และพิคโนมิเตอร์ที่มีของเหลวทดสอบ

ให้มวลของพิคโนมิเตอร์เป็น - มมวลของพิคโนมิเตอร์ที่เติมของเหลวทดสอบคือ ม, มวลของพิคโนมิเตอร์ที่เติมน้ำกลั่นคือ ม` จากนั้นมวลของของเหลวที่ตรวจสอบจะเป็น ( ม–ม) และมวลของน้ำกลั่น - ( ม`–ม). ความหนาแน่นของของเหลวเนื่องจากความเท่าเทียมกันของปริมาตรถูกกำหนดโดยสูตร:

. (5.1)

ที่ไหน ρ ` คือความหนาแน่นของน้ำกลั่น ณ อุณหภูมิที่กำหนด

แต่เราไม่ได้คำนึงถึงความจริงที่ว่าการชั่งน้ำหนักนั้นกระทำในอากาศ เราได้สูตรที่แน่นอนซึ่งคำนึงถึงความหนาแน่นของอากาศ ให้เราแนะนำสัญกรณ์ต่อไปนี้: วีคือปริมาตรภายในของพิคโนมิเตอร์ (ความจุ) ρ ` คือความหนาแน่นของน้ำกลั่นที่อุณหภูมิของการทดลอง (ดูตารางภาคผนวก I) ρ คือความหนาแน่นที่แท้จริงของของเหลวที่ตรวจสอบ ρ ค - ความหนาแน่นของอากาศ ( ρ ค \u003d 0.0012 g / cm 3), ρ p คือความหนาแน่นของน้ำหนัก แล้ว วี rจะเป็นมวลที่แท้จริงของของเหลวที่บรรจุอยู่ในพิกโนมิเตอร์ วี r` คือมวลที่แท้จริงของน้ำในปริมาตรเดียวกัน วี r c คือมวลของอากาศที่ถูกแทนที่ด้วยของเหลวทดสอบหรือน้ำกลั่นจากพิคโนมิเตอร์
หรือ
มวลของอากาศที่ถูกแทนที่ด้วยน้ำหนักที่ทำให้สมดุลของของเหลวที่ตรวจสอบหรือน้ำกลั่น ตามลำดับ จากข้อเท็จจริงของความสมดุลของน้ำหนักสำหรับของเหลวที่ตรวจสอบ เรามี:

หรือ

. (5.2)

ในทำนองเดียวกันสำหรับน้ำกลั่น:

(5.3)

ความเท่าเทียมกันที่เกี่ยวข้อง (5.2) กับความเท่าเทียมกัน (5.3) เรามี:

,

หรือโดยคำนึงถึง (5.1):

(5.4)

สูตร (5.4) ช่วยให้คุณกำหนดความหนาแน่นของของเหลวโดยใช้พิกโนมิเตอร์

ถ้ามี แข็งในรูปของชิ้นส่วนรูปร่างไม่สม่ำเสมอค่อนข้างเล็กจำนวนมาก ไม่ละลายในน้ำ ในกรณีนี้ ความหนาแน่นสามารถกำหนดได้โดยวิธีพิคโนมิเตอร์

อนุญาต มคือมวลของชิ้นส่วนของแข็งมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ มวลของพิคโนมิเตอร์ที่มีน้ำกลั่น ม 1 , ม- มวลของพิคโนมิเตอร์ด้วยน้ำกลั่นและชิ้นส่วนของวัตถุที่เป็นของแข็ง (เมื่อวางชิ้นส่วนของวัตถุที่เป็นของแข็งในพิกโนมิเตอร์ ให้เอาน้ำส่วนเกินที่อยู่เหนือเส้นออกด้วยกระดาษกรอง) ปริมาตรของชิ้นส่วนที่เป็นของแข็ง ( ม/ ρ 1) จะเท่ากับปริมาตรของน้ำที่แทนที่
เหล่านั้น.
ดังนั้นความหนาแน่นของของแข็งโดยไม่คำนึงถึงการแก้ไขอากาศจะเป็น:

(5.5)

ที่นี่ ρ ` คือความหนาแน่นของน้ำกลั่น ณ อุณหภูมิที่กำหนด ในการพิจารณาการแก้ไขสำหรับอากาศ เราแนะนำสัญกรณ์ต่อไปนี้: V คือปริมาตรรวมของชิ้นส่วนที่เป็นของแข็ง ρ คือความหนาแน่นที่แท้จริง ρ ค - ความหนาแน่นของอากาศ ρ p คือความหนาแน่นของน้ำหนัก แล้ว ( วี r) คือมวลที่แท้จริงของชิ้นส่วนของร่างกายที่กำลังศึกษาอยู่ ( วี r`) คือมวลที่แท้จริงของน้ำที่ถูกพวกมันแทนที่ ( วี r c) - มวลของอากาศที่ถูกแทนที่ด้วยชิ้นส่วนของของแข็งหรือน้ำในปริมาตรเดียวกัน ( ม/ ρ ร) ρ c - มวลของอากาศที่ถูกแทนที่ด้วยน้ำหนักที่ทำให้ชิ้นส่วนสมดุล
- มวลของอากาศที่ถูกแทนที่ด้วยน้ำหนักที่ทำให้น้ำสมดุล ดังนั้นสำหรับชิ้นส่วนของร่างกายที่กำลังศึกษาอยู่

ในทำนองเดียวกันสำหรับน้ำ: (5.7)

เราได้รับคำหารด้วยความเสมอภาค (5.6) โดย (5.7)

ที่ไหน
(5.8)

Expression (5.8) ทำให้สามารถระบุความหนาแน่นของของแข็งด้วยวิธีพิคโนมิเตอร์ได้

ออกกำลังกาย:

1. คิดทบทวนหลักสูตรและร่างแผนการทดลอง (ครูเป็นผู้กำหนดวัตถุประสงค์ของการศึกษา)

2.จัดทำแบบรายงาน.

5. จัดทำรายงาน

ในอุตสาหกรรมและ เกษตรกรรมจำเป็นต้องทราบความหนาแน่นของสารที่ใช้ เช่น พนักงานคอนกรีตคำนวณมวลและปริมาตรของคอนกรีตจากความหนาแน่นเมื่อเทฐานราก เสา ผนัง ฐานรองรับสะพาน ทางลาด เขื่อน ฯลฯ ความหนาแน่นของสาร เป็น ปริมาณทางกายภาพซึ่งเป็นลักษณะมวลของร่างกายโดยอ้างถึงปริมาตรของมัน

สันนิษฐานว่าร่างกายนั้นแข็งไม่มีโมฆะและสิ่งอื่นเจือปน ค่านี้สำหรับ สารต่างๆแสดงในตารางอ้างอิง แต่เป็นเรื่องที่น่าสนใจที่จะรู้ว่ามีการเติมตารางดังกล่าวอย่างไร มีการกำหนดความหนาแน่นของสารที่ไม่รู้จักอย่างไร ที่สุด วิธีง่ายๆการกำหนดความหนาแน่นของสาร:

สำหรับของเหลวที่มีไฮโดรมิเตอร์

สำหรับของเหลวและของแข็งโดยวัดปริมาตรและมวลแล้วคำนวณตามสูตร

บางครั้งเนื่องจากรูปร่างที่ผิดปกติหรือขนาดที่ใหญ่ของวัตถุ จึงเป็นเรื่องยากหรือเป็นไปไม่ได้เลยที่จะระบุปริมาตรโดยใช้ไม้บรรทัดหรือบีกเกอร์ จากนั้นคำถามก็เกิดขึ้น จะหาความหนาแน่นได้อย่างไรโดยไม่ต้องอาศัยการวัดปริมาตร หรือไม่มีทางที่จะหามวลของสารได้?

วัตถุประสงค์ของงาน: โซลูชัน งานทดลองเพื่อหาความหนาแน่นของสารต่างๆ

งาน: 1) การศึกษา วิธีการต่างๆคำจำกัดความของความหนาแน่นของสสารที่อธิบายไว้ในเอกสาร

2) วัดความหนาแน่นของสารบางชนิดด้วยวิธีการที่เสนอในเอกสารและประเมินค่าขีดจำกัดข้อผิดพลาดของแต่ละวิธี

3) กำหนดความหนาแน่นของสารที่ไม่รู้จักตามวิธีการที่ระบุ

4) นำเสนอในรูปแบบของตารางความหนาแน่นของสารละลายเกลือน้ำตาลและ

4 คอปเปอร์ซัลเฟตที่มีความเข้มข้นต่างๆ

วัสดุและวิธีการวิจัย: ดำเนินการวิจัยกับสารทั่วไป: สารละลายเกลือ 10%, สารละลายคอปเปอร์ซัลเฟต 10%, น้ำ, อลูมิเนียม, เหล็ก ฯลฯ เครื่องมือระดับความแม่นยำที่ 4 ใช้สำหรับการวัด: เครื่องชั่งพร้อมน้ำหนัก, ไฮโดรมิเตอร์, การสื่อสาร ภาชนะจาก manometer ของเหลวเช่นเดียวกับชุดของวัตถุความร้อน การทดลองดำเนินการที่อุณหภูมิห้อง (20-250C) ในบริเวณโรงเรียน ในห้องฟิสิกส์

5 11. 3. การหาความหนาแน่นของของเหลว ก) วิธีการชั่งน้ำหนักวัตถุในอากาศและของเหลวที่ไม่รู้จัก

วัตถุประสงค์: หาความหนาแน่นของของเหลว (สารละลายคอปเปอร์ซัลเฟต) ความหนาแน่น ρ0 ของน้ำคือ 1,000 กก./ม.

อุปกรณ์: ไดนาโมมิเตอร์, ด้าย, ภาชนะที่มีน้ำ, ภาชนะที่มีของเหลวที่ไม่รู้จัก, ร่างกายจากชุดของวัตถุความร้อน

ความคืบหน้าของงาน: ใช้ไดนาโมมิเตอร์เพื่อหาน้ำหนักของร่างกายในอากาศ (P1) ในน้ำ (P2) และในของเหลวที่ไม่รู้จัก (P3)

FA=ρgV - แรง

อาร์คิมิดีส แรงอาร์คิมีดีนที่กระทำต่อวัตถุในน้ำคือ

FA=P1-P2 และในของเหลวที่ไม่รู้จัก:

ตามกฎของอาร์คิมิดีส เราเขียน

P1-P2=ρ0Vg, (1)

การแก้ระบบสมการ (1) และ (2) เราพบความหนาแน่นของของไหลที่ไม่รู้จัก:

ρ=(P1-P3)/Vg, V=(P1-P2)/ρ0g, ρ=(P1-P3/P1-P2)ρ0.

ρ= (1H-0.6H/1H-0.7H)1000 kg/m3 = 400H kg/m3/0.3H=1333,(3) kg/m3 b) วิธีเปรียบเทียบความหนาแน่นของน้ำ

อุปกรณ์: ภาชนะสื่อสารที่ทำจากหลอดแก้ว (มีมาตราส่วน) ท่อยาง บีกเกอร์ ปิเปต ขวดแก้ว (หรือเหยือกแก้ว) กับของเหลวต่างๆ

ความคืบหน้าของงาน: 1. รัดยางรัดที่ปลายด้านหนึ่งของภาชนะสื่อสาร

6 หลอด (ก่อนหน้านี้หนีบไว้เพื่อไม่ให้อากาศเข้าไปในภาชนะสื่อสาร)

2. เทของเหลวทดสอบลงในภาชนะที่ใช้ปิเปตสื่อสาร (จนถึงระดับหนึ่ง)

3. เทน้ำกลั่น (ถึงระดับหนึ่ง) ลงในบีกเกอร์

4. ปลายด้านที่ว่างของท่อยางจุ่มอยู่ (ไปที่ด้านล่าง) ในบีกเกอร์ (รูปที่ 1) ในกรณีนี้ ระดับของเหลวในข้อเข่าของเส้นเลือดสื่อสารจะเปลี่ยนไป (ให้ h1 เป็นความแตกต่างของระดับในข้อเข่า)

5. ของเหลวที่ตรวจสอบถูกเทออกจากภาชนะสื่อสารและแทนที่จะเป็นน้ำกลั่นจะถูกเทไปที่ระดับก่อนหน้า

6. หลังจากเทน้ำออกจากบีกเกอร์แล้ว ให้เทของเหลวทดสอบลงไปที่ระดับก่อนหน้า

7. จุ่มปลายท่อยางที่ว่างลงในบีกเกอร์อีกครั้ง และค้นหาความแตกต่างของระดับอีกครั้ง

เนื่องจากความสูงของระดับของเหลวแปรผกผันกับความหนาแน่น เราจึงเขียนได้ดังนี้ h1/h2 = ρx/ρv หรือ ρВ=h2ρВ/h1 โดยที่ ρВ และ ρX คือความหนาแน่นของน้ำกลั่นและของเหลวที่ตรวจสอบตามลำดับ

h1= 3.5 ซม. h2= 5 ซม

ρX= 5 ซม. / 3.5 ซม. 1,000 กก./ลบ.ม. = 1428 กก./ลบ.ม.

ดังนั้น เมื่อทราบความหนาแน่นของของเหลว เราสามารถทราบได้ว่าของเหลวชนิดใดที่เราตรวจสอบ ที่ กรณีนี้นี่คือคอปเปอร์ซัลเฟต

7 2. การหาค่าความหนาแน่นของวัตถุที่เป็นของแข็ง ก) วิธีการชั่งน้ำหนักตัวอย่างในอากาศและน้ำ

อุปกรณ์: เครื่องชั่งพร้อมตุ้มน้ำหนัก แก้วขนาด 0.5 ลิตร เกลียวและชิ้นส่วนของลวด ตัวอย่างทดสอบ (ชิ้นส่วนของอะลูมิเนียม ดีบุก หินแกรนิต ไม้ แผ่น Plexiglas จุกไม้ก๊อก)

วิธีการปฏิบัติงาน: วิธีการที่นำเสนอช่วยให้คุณสามารถกำหนดความหนาแน่นของสารใดๆ (ที่มีความหนาแน่นมากกว่าหรือน้อยกว่าของน้ำ) โดยการชั่งน้ำหนักตัวอย่างในอากาศและน้ำ

ให้ m1 เป็นมวลของร่างกายที่กำลังศึกษาอยู่ จากนั้นจึงหาน้ำหนักในอากาศได้ดังนี้

Р =m1g, (1) โดยที่ g - ความเร่ง ตกฟรี. องค์นี้แช่น้ำมีน้ำหนัก

ที่นี่ FA คือกองกำลังอาร์คิมีดีน:

(V คือปริมาตรของน้ำที่ร่างกายแทนที่ ρB คือความหนาแน่น)

โดยการปรับสมดุลของตาชั่ง เราได้รับ:

P2=m2g, (4) โดยที่ ta คือมวลของตุ้มน้ำหนักที่ต้องวางบนถาดด้านซ้ายเพื่อให้เครื่องชั่งสมดุล จาก (1) - (4) เราได้รับ: m2=m1-ρvV (5)

เนื่องจากปริมาตร V เท่ากับปริมาตรของร่างกายที่แช่อยู่ในน้ำ เราจึงเขียนได้ดังนี้

V=m1/ρx (6) โดยที่ ρx คือความหนาแน่นของสารที่ประกอบกันเป็นร่างกายที่กำลังศึกษา จาก (5) และ (6) เราพบ:

ρx=m1/(m1-m2)ρin (7)

สั่งงาน:

/. ความหนาแน่นของวัตถุที่ตรวจสอบ ความหนาแน่นมากขึ้นน้ำ.

1. กำหนดมวล m1 ของร่างกายที่ศึกษา

2. มัดตัวเครื่องทดสอบด้วยด้ายเข้ากับถาดตะกรันด้านซ้ายแล้วหย่อนลงในแก้วน้ำ (จนจุ่มมิด)

3. น้ำหนักของมวล m2 จะวางในถ้วยเดียวกัน ซึ่งจำเป็นสำหรับการวางสมดุลของตาชั่ง

4. ตามสูตร (7) กำหนดความหนาแน่น ρx ของวัตถุที่ทำการตรวจสอบ ผลการวัดถูกป้อนในตารางที่ 1

ตารางที่ 1

สาร m1, 10-3 m2, 10-3 ρx, 103 ρy, 103 ε, %

กก.กก.กก.ม.-3 กก.ม.-3

อลูมิเนียม 21.85 13.65 2.664 2.698 1.2

ดีบุก 62.4 53.85 7.2982 7.298 0.003

หินแกรนิต 17.35 10.75 2.628 2.5-3 5

ลูกแก้ว 3.75 0.75 1.23 1.18 4.2

ใช่ ความหนาแน่นของวัตถุที่ศึกษาน้อยกว่าความหนาแน่นของน้ำ

1. วัดมวล m1 ของร่างกายที่ตรวจสอบ

2. ตัวเครื่องติดแน่นกับแผงด้านซ้ายของเครื่องชั่งโดยใช้ชิ้นส่วนสามชิ้น ลวดทองแดง(เส้นผ่านศูนย์กลาง 0.5 - 0.7 มม. สองชิ้นยาว 10 - 15 ซม. หนึ่ง -30 - 35 ซม.) ในการทำเช่นนี้ ปลายของพวกมันจะถูกบิดเป็นมัด ซึ่งเสริมความแข็งแกร่งด้วยเข็มเหล็ก (หรือชิ้นส่วนของลวดปลายแหลมแข็ง) และปลายด้านบนของสายสั้นจะติดกับส่วนที่ยื่นออกมาของจานชั่งน้ำหนัก (รูปที่ 2 ).

ชั่งให้สมดุล. จากนั้นนำแท่งทดสอบไปทิ่มลงบนเข็ม

3. ตัวเครื่องจมอยู่ในน้ำอย่างสมบูรณ์ และน้ำหนักของมวล m2 จะถูกเพิ่มลงในถาดด้านซ้ายของตาชั่ง และทำให้ได้ความสมดุลของตาชั่ง ตามสูตร

ρx=m1/(m1+m2)ρx จงหาความหนาแน่นของร่างกายที่กำลังศึกษา ผลการวัดถูกป้อนในตารางที่ 2

ตารางที่ 2

สาร m3.10-3 m2.10-3 kg px, 103 kgm-3 ρy, tab. ε,%

ไม้คอร์ก 3.7 22.5 0.14 0.2 30

20 25 0.44 0.45 2.2 ข) วิธีการตามเงื่อนไขการนำทางโทร.

อุปกรณ์: ดินน้ำมันหนึ่งชิ้น, ภาชนะทรงกระบอกที่มีน้ำ

(ρ = 1 g/cm3), ไม้บรรทัด

ความคืบหน้าของงาน: 1. จุ่มดินน้ำมันลงในภาชนะที่มีน้ำและวัดการเปลี่ยนแปลงของระดับ h1 ของของเหลวในภาชนะด้วยไม้บรรทัด

2. เราทำ "เรือ" จากดินน้ำมันและปล่อยให้ลอยในเรือที่มีน้ำ เราวัดการเปลี่ยนแปลงในระดับ h2 ของของเหลวอีกครั้ง

3. เราพบความหนาแน่นของดินน้ำมันตามสูตร:

ρplast =mplast/Vplast = ρSh2 / Sh1 = ρВh2/h1

ρplast = ρВh2/h1 h1 = 2 มม. h2 = 4 มม

ρplast =1,000 กก./ลบ.ม. 4 มม. / 2 มม. = 2,000 กก./ลบ.ม.

การหาความหนาแน่นของสารที่ไม่รู้จัก

วัตถุประสงค์: หาความหนาแน่นของสารที่ไม่รู้จัก X ในสถานะของแข็ง สาร X ไม่ละลายในน้ำและไม่ทำปฏิกิริยาเคมีกับมัน

อุปกรณ์: บีกเกอร์แก้วใส่น้ำ หลอดทดลอง ไม้บรรทัดวัด สารที่ไม่รู้จัก X ในรูปของชิ้นเล็กๆ

ความคืบหน้าของการทำงาน: ขั้นแรก เราใส่เฉพาะสารที่ไม่รู้จัก X ลงในหลอดทดลอง และสังเกตความลึก H ของการจุ่มลงในหลอดทดลอง จากนั้นเราก็เอาสาร X ออกจากหลอดทดลองและเทน้ำลงไปมากเพื่อให้ความลึกของการแช่ H ในการทดลองที่สองเท่ากับในการทดลองแรกทุกประการ ในกรณีนี้ มวลของน้ำ mv ในหลอดทดลองในการทดลองที่สองจะเท่ากับมวล mx ของสารที่ไม่รู้จักในการทดลองแรก: mv = mX

ความหนาแน่น ρX ของสาร X สามารถคำนวณได้โดยใช้สมการ ρX=mX/VX = mB/VX เพื่อลด ข้อผิดพลาดที่เป็นไปได้การวัดเมื่อกำหนดความลึก H ของการแช่หลอดทดลอง เราจะใช้วิธีการต่อไปนี้

เทน้ำลงในแก้วให้เพียงพอโดยให้ระดับต่ำกว่าขอบแก้วประมาณ 1 ซม. การโหลดสารที่ไม่รู้จัก X ในหลอดทดลองในส่วนเล็ก ๆ เราจะได้ความลึกของการแช่โดยที่ขอบด้านบนของหลอดทดลองอยู่ที่ระดับขอบด้านบนของภาชนะ ตำแหน่งของหลอดทดลองนี้สามารถกำหนดได้ด้วยความแม่นยำสูงโดยใช้ไม้บรรทัดที่วางอยู่ด้านบนของบีกเกอร์

หลังจากเปลี่ยนสารที่ไม่รู้จักด้วยน้ำแล้ว เราจะได้ความลึกของการจุ่มหลอดทดลองเท่ากันทุกประการ โดยค่อยๆ เติมน้ำลงไป

ให้เราวัดความสูง h1 ของระดับน้ำในหลอดทดลอง ปริมาตรของน้ำในหลอดทดลองคือ

VВ= Sh1 โดยที่ S คือพื้นที่ภายใน ภาพตัดขวางหลอดทดลอง. ให้เราใส่สารที่ไม่รู้จักที่ใช้ในการทดลองก่อนหน้านี้ลงในหลอดทดลองที่มีน้ำและวัดความสูงของระดับน้ำ h2 ในนั้น ปริมาตรของสาร Vx แสดงในรูปของพื้นที่ S ของหน้าตัดด้านในของหลอดทดลองและการเปลี่ยนแปลงความสูงของระดับน้ำ h2 - h1 ในหลอดทดลองเมื่อสารลดระดับลงไปในน้ำ:

ความหนาแน่นของสสาร ρX เท่ากับ

ρX = mX/VX = mВ/VX = ρВVВ/VX=ρВSh1/(S(h2-h1)),

ρX = ρВh1/(h2-h1).

ชั่วโมง1=3. 3 ซม. h2= 3.8 ซม

ρX = 1,000 กก./ลบ.ม

ρX =1,000 กก./ลบ.ม. 3.3 ซม./(3.8 ซม.-3.3 ซม.)=3.3 ซม.

1,000 กก./ลบ.ม. / 0.5 ซม. = 6.6 ซม. 1,000 กก./ลบ.ม. = 6600 กก./ลบ.ม.

เมื่อเปรียบเทียบผลลัพธ์ของเรากับข้อมูลในตาราง เราสามารถสรุปได้ว่าสารที่ไม่รู้จักคือสังกะสี

การหาความหนาแน่นของของเหลวที่มีความเข้มข้นต่างกัน

วัตถุประสงค์: หาความหนาแน่นของสารละลายเกลือ น้ำตาล และคอปเปอร์ซัลเฟตที่มีความเข้มข้นต่างกัน สร้างตารางตามข้อมูลที่ได้รับ อุปกรณ์: ตาชั่งพร้อมตุ้มน้ำหนัก หลอดทดลอง (250 มล.) ถ้วยอะลูมิเนียม

สาร: น้ำตาล เกลือ กรดกำมะถันสีน้ำเงิน ความก้าวหน้าของงาน ก) สารละลายเกลือ

เพื่อให้ได้สารละลายที่มีความเข้มข้นต่างกัน คุณต้องเติมเกลือหนึ่งช้อนชา (5.6 กรัม) ลงในน้ำ หลังจากแต่ละช้อนคุณต้องวัดน้ำหนักและปริมาตรของสารละลายที่ได้ โดยกำหนดว่า m ถ้วย \u003d 44.75 กรัม