Лаб. 5. Измерение плотности вещества

1. Ответьте письменно на вопросы.

1) Какие характеристики тела необходимо знать, чтобы определить плотность его вещества?

Чтобы определить плотность, необходимо знать массу тела и его объем.

2) В каких единицах в СИ измеряется плотность?

Единицей измерения плотности в СИ является 1кгм3\mathrm{1 \, \dfrac{кг}{м^3}}.

2. Ответьте письменно на контрольные вопросы.

а) Путем каких измерений (прямых или косвенных) была определена плотность вещества? Поясните свой ответ.

При определении плотности вещества бруска прямыми измерениями определялись величины: длина aa, ширина bb и высота cc непосредственно с помощью линейки, а также масса с помощью весов. Объем и плотность находились косвенно, т.е. по формулам: V=abcV \, = \, abc и ρ=mV\rho \, = \, \dfrac{m}{V}, где использовались величины, ранее определенные прямыми измерениями.

При определении плотности вещества куска пластилина прямыми измерениями будут определяться начальный объем воды в мензурке V1V_1 и объем воды с куском пластилина V2V_2. Объем куска пластилина и его плотность находится косвенно по формулам: V=V2V1V \, = \, V_2 - V_1  и ρ=mV\rho \, = \, \dfrac{m}{V}.

б) Какая из плотностей (вещества бруска или пластилина) была измерена с большей точностью? Ответ обоснуйте.

При определении плотностей вещества бруска и куска пластилина масса определялась с помощью одних и тех же весов, следовательно, степень точности при прямом измерении масс в данном случае одинакова. Отличие в точности можно найти при определении объемов.

Если значение величины находится не прямым измерением, а косвенно (по формуле), как в нашем случае, то точность окончательного результата не может быть выше точности в определении величины, измеренной наиболее грубо прямым измерением.

При определении объема куска пользовались линейкой, где погрешность отсчета (не учитывается инструментальная погрешность при изготовлении линейки) составляет ±0.5мм\mathrm{±0.5 \, мм}, т.е. в данных измерениях линейкой мы можем ошибаться как в сторону завышения, так и в сторону занижения результата на половину цены деления шкалы прибора - миллиметровой линейки.

При определении объема куска пластилина пользовались мензуркой с ценой деления 1млдел\mathrm{1 \dfrac{мл}{дел}}. Погрешность отсчета в этом случае ±0.5мл=0.5см3\mathrm{±0.5 \, мл \, = \, 0.5 \, {см}^3}, т.е. точность измерения ниже. Следовательно, плотность куска пластилина определена с меньшей точностью.

в) В каком состоянии вещества (жидком, твердом или газообразном) определить плотность труднее всего? Почему?

Плотность вещества в газообразном состоянии определить труднее всего, так как их сложнее взвесить и найти массу.

Газы занимают любой предоставленный объем. Для эксперимента необходимо иметь герметически закрывающиеся сосуды.