Innhold
Fortrengningsmetoden er en pålitelig måte å bestemme volumet til et objekt som ikke har målbare dimensjoner, for eksempel en statue eller en bergart. Du dypper berget ganske enkelt i vann i en beholder som er stor nok til å holde den og måle vannmengden den fortrenger. Prinsippet stammer fra den greske matematikeren Archimedes, som kan ha løpt gjennom gatene og ropt "Eureka" da han oppdaget det. Hvis du vil vite vekten på det fortrengte vannet, må du bare måle volumet og multiplisere med tettheten av vannet.
TL; DR (for lang; ikke lest)
Du kan bestemme vekten til et volum fortrengt vann ved å multiplisere med tettheten av vann. I CGS-metriske enheter er tettheten av vann ved 4 C 1 g / ml, så hvis du bruker disse enhetene, er volumet i milliliter og vekten i gram det samme tallet til en høy grad av nøyaktighet.
Vanntetthet varierer med temperatur
Vannets tetthet endres med temperaturen. Det maksimale forekommer ved 4 grader Celsius (39,2 grader Fahrenheit). I metriske enheter er det 1 g / ml i CGS-systemet (centimeter, gram, sekunder) og 1000 kg / m3 i MKS-systemet (meter, kilogram, sekunder). I det keiserlige systemet er det 62,42 lb / cu. ft. vann er den eneste forbindelsen som faktisk blir mindre tett når den fryser, og når temperaturen stiger, reduseres også tettheten. Ved litt under romtemperatur, som er temperaturen du sannsynligvis vil gjøre de fleste eksperimenter, er tettheten 0,9982 g / ml eller 62,28 lb / cu.ft. Det er en forskjell på bare to tusendels prosent, så det er viktig for bare veldig nøyaktige beregninger.
Mål volumet
Når du bruker forskyvningsmetoden, har du valget mellom to måter å måle volumet av fortrengt vann. Den ene er å fylle beholderen til randen og fange vannet som strømmer over i en gradert beholder. Det andre er å måle endringen i vannstanden og beregne volumet ved bruk av dimensjonene til beholderen. Hvis du måler volumet til en liten prøve, kan du fylle en gradert beholder til et visst merke, og bare lese skalaen når vannet stiger for å bestemme volumendringen. Det er den vanlige prosedyren i et laboratorium.
Bestem vekt
Når du vet volumet av det fortrengte vannet, kan du umiddelbart bestemme dens vekt ved å multiplisere med tettheten av vannet ved den aktuelle temperaturen. Det er fordi definisjonen av tetthet (d) er masse (m) delt på volum (v), så m = dv. I dette tilfellet er masse og vekt synonymt, med mindre du gjennomfører eksperimentet i verdensrommet.
Hvis nøyaktigheten ikke krever noe annet, bare hold deg ved tettheten ved 4 C. Hvis du måler volum i CGS-metriske enheter, vil det målte volumet i milliliter da være lik vekten (massen) i gram. Multipliser volumet i liter med 1 000 for MKS-enheter for å få vekten i kilo. Hvis du bruker keiserlige enheter, multipliser volumet i cu.ft. med 62,42 for å få vekten i pund. Hvis du måler volum i unser, liter eller kubikkmeter, bruker du disse konverteringsfaktorene: