Sådan beregnes vægten af forskudt vand

Forskydningsmetoden er en pålidelig måde at bestemme lydstyrken på et objekt, der ikke har målelige dimensioner, såsom en statue eller en klippe. Du nedsænker simpelthen klippen i vand i en beholder, der er stor nok til at holde den og måle mængden af vand, den fortrænger. Princippet stammer fra den græske matematiker Archimedes, der muligvis er løbet gennem gaderne og råbte "Eureka", da han opdagede det. Hvis du vil vide vægten af det fordrevne vand, skal du blot måle dets volumen og multiplicere med vandtætheden.

TL; DR (for lang; læste ikke)

Du kan bestem vægten af et volumen af fortrængt vand ved at multiplicere med vandets densitet. I CGS-metriske enheder er vandtætheden ved 4 C 1 g /ml, så hvis du bruger disse enheder, er volumen i milliliter og vægt i gram det samme antal til en høj grad af nøjagtighed.
Vand Densitet varierer med temperaturen

Vandtætheden ændres med temperaturen. Dets maksimum forekommer ved 4 grader Celsius (39,2 grader Fahrenheit). I metriske enheder er det 1 g /ml i CGS-systemet (centimeter, gram, sekunder) og 1.000 kg /m ^{3 i MKS-systemet (meter, kilogram, sekunder). I det kejserlige system er det 62,42 lb /cu. ft. vand er den eneste forbindelse, der faktisk bliver mindre tæt, når det fryser, og når temperaturen stiger, aftager tætheden også. Ved lidt mindre end stuetemperatur, hvilket er den temperatur, du sandsynligvis vil udføre de fleste eksperimenter, er densiteten 0,9982 g /ml eller 62,28 lb /cu.ft. Det er en forskel på kun to tusindedele af en procent, så det er vigtigt for kun meget nøjagtige beregninger.
Mål lydstyrken}

Når du bruger forskydningsmetoden, har du valget mellem to måder at måle lydstyrken på af forskudt vand. Den ene er at fylde beholderen til randen og fange vandet, der løber over i en gradueret container. Den anden er at måle ændringen i vandstanden og beregne volumen ved hjælp af beholderens dimensioner. Hvis du måler volumen på en lille prøve, kan du fylde en gradueret beholder til et bestemt mærke og blot læse skalaen, når vandet stiger for at bestemme volumenændringen. Det er den sædvanlige procedure i et laboratorium.
Bestem vægt

Når du ved volumenet af det fortrængte vand, kan du straks bestemme dets vægt ved at multiplicere med vandtætheden ved den relevante temperatur. Det skyldes, at definitionen af tæthed (d) er masse (m) divideret med volumen (v), så m \u003d dv. I denne sammenhæng er masse og vægt synonyme, medmindre du udfører eksperimentet i rummet.

Hvis nøjagtighed ikke kræver andet, skal du bare holde dig til tætheden ved 4 C. Hvis du måler volumen i CGS-metrisk enheder, vil det målte volumen i milliliter derefter være lig med vægten (massen) i gram. I MKS-enheder ganges lydstyrken i liter med 1.000 for at få vægten i kg. Hvis du bruger kejserlige enheder, skal du multiplicere lydstyrken i cu.ft. med 62,42 for at få vægten i pund. Hvis du måler volumen i ounces, gallons eller cubic yards, skal du bruge disse konverteringsfaktorer: