Comment calculer la densité par déplacement d'eau

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Auteur: John Stephens
Date De Création: 26 Janvier 2021
Date De Mise À Jour: 22 Novembre 2024
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Comment calculer la densité par déplacement d'eau - Science
Comment calculer la densité par déplacement d'eau - Science

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Archimède est à l'origine de la méthode de recherche de la densité en utilisant le déplacement d'eau. Une des histoires de sa découverte concerne la couronne en or des rois, un bijoutier éventuellement voleur et une baignoire. Vrai ou pas, l'histoire survit dans une version ou une autre en raison de l'importance de la découverte d'Archimède plutôt que de savoir si le bijoutier a vraiment essayé de tromper le roi.


TL; DR (Trop long; n'a pas lu)

Le calcul de la densité utilise la formule D = m ÷ v, où D représente la densité, m la masse et v le volume. Trouvez la masse à l'aide d'une balance et utilisez le déplacement d'eau pour trouver le volume d'objets irréguliers. Le déplacement d'eau fonctionne car la quantité d'eau déplacée par un objet immergé dans l'eau est égale au volume de l'objet. Si un objet immergé dans une éprouvette graduée augmente le niveau d'eau de 40 millilitres à 90 millilitres, le changement de volume de 50 millilitres équivaut à son volume en centimètres cubes.

Comprendre la densité

Toute matière a une masse et prend de la place. La densité, une valeur calculée, mesure la quantité de matière dans un espace. Pour calculer la densité d'un matériau, recherchez la masse et le volume de l'objet. Calculez la densité de l'objet à l'aide de la formule densité de masse égale à la masse divisée par le volume, D = m ÷ v.


Trouver la messe

La recherche de masse nécessite l'utilisation d'une balance. La plupart des balances de masse équilibrent l'objet inconnu avec une masse connue. Les exemples incluent les balances à triple faisceau et les vraies soldes, comme la balance classique utilisée dans un bureau de test. Les balances électroniques peuvent également être configurées comme des balances de masse. Les balances de salle de bains, outre le manque de précision, doivent mesurer le poids et non la masse. La masse mesure la quantité de matière dans un objet alors que le poids mesure l’attraction de la gravité sur la masse d’un objet.

Trouver le volume

La recherche du volume d'objets géométriques réguliers utilise des formules standard. Le volume d'une boîte est égal à la longueur fois la largeur fois la hauteur, par exemple. Cependant, tous les objets ne correspondent pas à une formule. Pour ces objets de forme irrégulière, utilisez la méthode du déplacement d'eau pour trouver le volume de l'objet.


Le déplacement d'eau utilise une propriété particulière de l'eau: 1 millilitre (ml abrégé) d'eau occupe 1 centimètre cube (cm)3) d’espace ou de volume lorsque l’eau est à la température normale (0 ° C) et à la pression (1 atmosphère). Un objet complètement immergé dans l'eau déplace ou compense un volume d'eau égal au volume de l'objet. Ainsi, si un objet déplace 62 ml d'eau, le volume de l'objet est égal à 62 cm3.

Les méthodes d'utilisation du déplacement d'eau pour trouver un volume nécessitent de plonger l'objet dans un volume d'eau connu et de mesurer le changement de niveau d'eau. Si l'objet s'insère dans un cylindre gradué ou une tasse à mesurer, vous pouvez lire la mesure directement. Si le niveau d'eau commence à 40 ml et passe à 90 ml après la submersion de l'objet, le volume de l'objet est égal au volume d'eau final (90 ml) moins le volume d'eau initial (40 ml) ou 50 ml.

Si l'objet ne rentre pas dans un cylindre gradué ou dans une tasse à mesurer, vous pouvez mesurer le volume d'eau déplacée de différentes manières. Une méthode nécessite de placer un bol dans un plateau ou un bol plus grand. Le bol intérieur doit être suffisamment grand pour submerger complètement l'objet. Remplissez le bol intérieur complètement rempli d'eau. Avec précaution, sans créer de vagues ni d’éclaboussures, faites glisser l’objet dans le bol, en laissant l’eau déplacée se répandre dans le grand bol ou plateau. Retirez le bol intérieur très soigneusement pour éviter les éclaboussures d’eau. Ensuite, mesurez le volume d'eau dans le grand bol. Ce volume est égal au volume de l'objet.

Une deuxième méthode, peut-être plus pratique, utilise également un bol. Le bol doit être suffisamment grand pour submerger complètement l’objet sans le faire déborder. Commencez par remplir le bol avec suffisamment d'eau pour recouvrir complètement l'objet. Avant d'ajouter l'objet, marquez la ligne d'eau dans le bol. Comme le cylindre gradué, cela marque le volume initial d'eau. Ensuite, ajoutez l'objet en vous assurant qu'il est complètement recouvert d'eau. Marquez cette ligne d'eau sur le bol. Maintenant, retirez soigneusement l'objet de l'eau.

À ce stade, le changement de volume d'eau doit être déterminé. Une méthode mesure la quantité d'eau nécessaire pour élever le niveau d'eau de la ligne de volume initial à la ligne de volume final. Ce volume est égal au volume de l'objet. Une deuxième méthode mesure la quantité d'eau utilisée pour remplir le bol jusqu'à la première ligne, puis mesure la quantité d'eau nécessaire pour remplir le bol jusqu'à la deuxième ligne. En utilisant le volume final de la formule moins le volume initial (vF - vje) donne le volume de l'objet. Si le volume initial d'eau est égal à 900 ml d'eau et que le volume final d'eau est égal à 1 250 ml, le volume de l'objet est compris entre 1250 et 900 = 350 ml, ce qui signifie que le volume de l'objet est égal à 350 cm.3.

Trouver la densité

Une fois que vous avez mesuré la masse et le volume d'un objet, la détermination de la densité nécessite d'inscrire les mesures dans la formule de densité D = m v. Par exemple, si la masse mesurée est égale à 875 g et si le volume mesuré est égal à 350 cm.3, la formule de densité devient alors D = 875 350 = 2,50 grammes par centimètre cube, habituellement écrit 2,50 g / cm3.