Innehåll
Förskjutningsmetoden är ett tillförlitligt sätt att bestämma volymen på ett objekt som inte har mätbara dimensioner, till exempel en staty eller en sten. Du fördjupar helt enkelt berget i vatten i en behållare som är tillräckligt stor för att hålla den och mäta volymen vatten som den förflyttar. Principen går till den grekiska matematikern Archimedes, som kan ha kört genom gatorna och skrek "Eureka" när han upptäckte det. Om du vill veta vikten på det fördrivna vattnet, mät bara volymen och multiplicera med vattentätheten.
TL; DR (för lång; läste inte)
Du kan bestämma vikten på en volym förträngd vatten genom att multiplicera med vattentätheten. I CGS-metriska enheter är vattentätheten vid 4 ° C 1 g / ml, så om du använder dessa enheter är volymen i milliliter och vikten i gram samma antal till hög grad av noggrannhet.
Vattentäthet varierar med temperatur
Vattentätheten ändras med temperaturen. Det maximala sker vid 4 grader Celsius (39,2 grader Fahrenheit). I metriska enheter är det 1 g / ml i CGS (centimeter, gram, sekunder) och 1 000 kg / m3 i MKS-systemet (meter, kilogram, sekunder). I det kejserliga systemet är det 62,42 lb / cu. ft. vatten är den enda föreningen som faktiskt blir mindre tät när det fryser, och när temperaturen stiger, minskar också densiteten. Vid något lägre än rumstemperatur, vilket är den temperatur som du sannolikt kommer att göra de flesta experiment, är densiteten 0,9982 g / ml eller 62,28 lb / cu.ft. Det är en skillnad på bara två tusendels procent, så det är viktigt för bara mycket exakta beräkningar.
Mät volymen
När du använder förflyttningsmetoden har du valet om två sätt att mäta volymen på fördrivet vatten. Den ena är att fylla behållaren till randen och fånga vattnet som rinner över i en graderad behållare. Den andra är att mäta förändringen i vattennivån och beräkna volymen med dimensionerna på behållaren. Om du mäter volymen på ett litet prov kan du fylla en graderad behållare till ett visst märke och helt enkelt läsa skalan när vattnet stiger för att bestämma volymförändringen. Det är den vanliga proceduren i ett labb.
Bestäm vikt
När du har känt volymen på det förträngda vattnet kan du omedelbart bestämma dess vikt genom att multiplicera med vattentätheten vid den relevanta temperaturen. Det är därför att definitionen av densitet (d) är massa (m) dividerat med volym (v), så m = dv. I detta läge är massa och vikt synonyma, såvida du inte genomför experimentet i rymden.
Om noggrannhet inte kräver något annat, håll dig helt enkelt fast vid 4 C. Om du mäter volym i CGS-metriska enheter, kommer den uppmätta volymen i milliliter då att vara lika med vikten (massan) i gram. I MKS-enheter multiplicerar du volymen i liter med 1 000 för att få vikten i kilogram. Om du använder imperialistiska enheter multiplicerar du volymen i cu.ft. med 62,42 för att få vikten i pund. Om du mäter volym i uns, gallons eller kubikmeter använder du dessa omvandlingsfaktorer: