Измерение плотности твёрдых тел и жидкостей
Цель работы: измерить плотность твёрдого тела и жидкости, установить возможный вид вещества.
Оборудование: рычажные или электронные весы, набор гирь, линейка, брусок, измерительный цилиндр, стакан с водой, тело неправильной формы на нити, сосуд с жидкостью неизвестной плотности, пустой пластиковый стаканчик.
Подготовка к работе
Прочитайте описание работы и повторите § 12, п. 1, 2.
Содержание работы
Чтобы найти плотность вещества, из которого изготовлено тело, измеряют массу тела и его объём, а затем используют формулу, выражающую плотность через эти величины. Массу тела измеряют с помощью весов.
Чтобы найти объём тела правильной формы, измеряют его размеры и используют формулу для объёма тела данной формы.
Объём тела неправильной формы находят, определив, насколько поднялся уровень воды в измерительном цилиндре после полного погружения тела в воду.
Ход работы
1. Измерение плотности вещества, из которого изготовлено тело правильной формы.
• Измерьте размеры бруска и запишите результаты с указанием погрешности. Вычислите объём бруска и запишите результат без указания погрешности.
• Измерьте массу бруска с точностью до 1 г и запишите результат с указанием погрешности.
• Найдите плотность вещества, из которого изготовлен брусок. Запишите результат без указания погрешности.
2. Измерение плотности вещества, из которого изготовлено тело неправильной формы.
• Измерьте массу тела неправильной формы с точностью до 1 г. Результат с указанием погрешности запишите в таблицу, приведённую ниже. В эту же таблицу записывайте результаты всех последующих измерений (с указанием погрешностей), а также результаты вычислений.
| $V_{1}$, $см^{3}$ | $V_{1}$, $см^{3}$ | V, $см^{3}$ | m, г | ρ, г / $см^{3}$ |
|---|---|---|---|---|
• Налейте в измерительный цилиндр воду приблизительно до половины, измерьте объём налитой воды $V_{1}$ и запишите результат с указанием погрешности.
• Погрузите полностью в воду тело неправильной формы, держа за нить, и измерьте суммарный объём $V_{2}$ тела и воды. Запишите результат с указанием погрешности.
• Вычислите по этим данным объём тела V с учётом погрешности измерений. При сложении и вычитании измеренных значений погрешности измерений складываются.
• Найдите плотность вещества, из которого изготовлено тело неправильной формы, и запишите результат без указания погрешности. Используя справочные данные, определите, из какого вещества может быть сделано это тело.
3. Измерение плотности и определение вида жидкости.
• Измерьте массу 50 мл неизвестной жидкости и запишите результат с указанием погрешности (1 г).
• Найдите плотность жидкости (без учёта погрешности).
• Используя справочные данные, определите, какая жидкость могла быть вам предложена.
Лабораторная работа Измерение плотности твёрдых тел и жидкостей.
1. Измерение плотности вещества, из которого изготовлено тело правильной формы.
• Измерили размеры бруска:
a = (3 ± 0,1) см,
b = (5 ± 0,1) см,
c = (8 ± 0,1) см.
$V_{брус}$ = abc = 3 см * 5 см * 8 см = 120 $см^{3}$
• Измерили массу бруска:
$m_{брус}$ = (480 ± 1) г.
• Нашли плотность вещества, из которого изготовлен брусок по формуле:
ρ = $\frac{m}{V}$ = $\frac{480\;г}{120\;см^{3}}$ = 4 г / $см^{3}$
2. Измерение плотности вещества, из которого изготовлено тело неправильной формы.
• Измерили массу тела неправильной формы:
m = (70 ± 1) г
• Налили в измерительный цилиндр воду приблизительно до половины, измерили объём налитой воды:
$V_{1}$ = (180 ± 20) $см^{3}$.
• Погрузили полностью в воду тело неправильной формы, держа за нить, и измерили суммарный объём:
$V_{2}$ = (206 ± 20) $см^{3}$.
• Вычислили по этим данным объём тела:
V = $V_{2}$ − $V_{1}$ = 206 $см^{3}$ − 180 $см^{3}$ = (26 ± 40) $см^{3}$
Нашли плотность вещества, из которого изготовлено тело неправильной формы, по формуле:
ρ = $\frac{m}{V}$ = $\frac{70\;г}{26\;см^{3}}$ = 2,7 г / $см^{3}$.
Тело может быть сделано из алюминия.
| $V_{1}$, $см^{3}$ | $V_{2}$, $см^{3}$ | V, $см^{3}$ | m, г | ρ, г / $см^{3}$ |
|---|---|---|---|---|
| 180 ± 20 | 206 ± 20 | 26 ± 40 | 70 ± 1 | 2,7 |
3. Измерение плотности и определение вида жидкости.
• Измерили массу 50 мл неизвестной жидкости $m_{жид}$ = (46,5 ± 1) г.
• Нашли плотность жидкости по формуле:
ρ = $\frac{m}{V}$ = $\frac{46,5\;г}{50\;см^{3}}$ = 0,93 г / $см^{3}$.
• Могло быть предложено подсолнечное масло.
