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    應(yīng)用重量的方法測定密度:

    根據(jù)阿基米德的原理測定一個物質(zhì)的密度,說明固體浸沒在液體中的重量、體積和密度之間的關(guān)係。但測定密度要精確地測定樣品的體積是困難的。

    當物體完全地被浸沒在液體時,要求物體的體積與置換液體的體積是相等的。因而我們可以獲得密度和液體重量和固體重量之間的關(guān)係。如以下一般公式:

    Equation 9

    一未知密度的固體物質(zhì)可以從已知的液體密度和二個重量值而得:

    Equation 10

    密度液體可以從一重量值和已知浸沒物體的體積而得:

    許多簡單和精確的測定重量方法可以排除需要測量體積:

    流體靜力的稱重做法有二個基本上不同的方法。

    A:浮力方法:經(jīng)由浮力而使重量減少,需要測量物體的重量。(參見圖7、8)

    B:置換方法時(參見圖9)要求直接測量置換的液體重量。

    浮力方法:是常常使用於測定固體和液體的密度。即,一個物體在液體中呈現(xiàn)的重量是經(jīng)由浮力而使所測量的重量減少。這重量值被用於與在空氣中重量組合而計算密度。

    圖7 :浮力方法與天平下吊式基礎(chǔ)的程式

    圖8 :浮力方法與垂掛鉛錘的框架和支撐液體的容器基礎(chǔ)的程式

    在圖7和8說明做法,讀出的重量說明浸沒物體的重量表示被浮力所減少的值。這意味著,根據(jù)公式9 ρs = ρfl (ms/mfl),已知在空氣中物體的重量 ms= m (a)。物體在液體的重量mfl不直接地知道,而是由物體在空氣的重量(m(a)) 和在液體(m (fl))之間的區(qū)別產(chǎn)生: m fl = m (a) – m (fl)。

    物體的密度測定將改變公式9為:

    Equation 11

    測定液體的密度, m fl是測量物體在空氣和在液體中的重量值 mfl = m (a) – m (fl)和應(yīng)用公式10的結(jié)果再計算。浮力方法在測定液體密度的關(guān)係:

    Equation 12

    Vs是已知鉛錘的體積用於測定液體密度。而固體的密度能在二個稱重操作測定。

    置換的方法:是應(yīng)用阿基米德的原理用於測定物體和液體密度的另一個方法。

    步驟:需要測定物體置換液體的重量。液體容器直接地放在稱盤上同時浸沒物體。有許多情況,物體懸浮在掛架組合上。 圖 9: 置換方法的基本處理方式

    當物體浸沒在液體時,它置換了液體的體積Vfl與密度ρfl和重量mfl。

    施加在置換物體的浮力是FB = ρfl ? V fl ? g = m fl ? g。由於物體的重量Ws = ms? g是裝載於掛架組合上,而且不是由天平裝載,天平直接地讀出液體mfl的重量,在懸掛物體之前容器的重量予先給予扣除重量。這意味著,在置換方法情況下,公式9和10可以直接地為測定固體的密度所應(yīng)用:

    Equation 13

    液體的密度:

    Equation 14

    如果你使用一個已知體積Vs的鉛錘,液體未知的密度ρfl可以僅一次測量而得。

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