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雪之灵木虫 (小有名气)
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阿基米德法测密度的疑问
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看了很多资料都是用阿基米德法(排水法)测密度:d=do*m1/(m1-m2),式中:do为水的密度,m1为空气中物体的重量,m2为甲苯中物体的重量. 仔细想想产生了这样的疑问: 1.为什么不直接称一下物体在空气中的质量,然后再放入水中看物体的体积,质量除以体积不就是密度了吗?为什么还要那么麻烦? 2.看到有人测水中重量是还要用绳子把物体悬挂住放入水中再称重,这是为什么? |
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看来利用阿基米德法测密度这么一个基本的实验还不是那么简单。 Nothing is easy! 这种方法的原理是假定放入水中后，样品受到的浮力等于其排开水的重力。排开水的体积完全等于样品的体积。这其实是一种理想情况。假如样品体积是V1，排开水的体积是V1 ，则V1=V2=（m1-m2)/p(水), 所以样品的密度为m0/V1 =m0/V2 = m0 / [（m1-m2)/p(水)] = m0.p(水)/(m1-m2) 之所以引入m1，是因为对于一些开孔率大的样品（比如某些密度低的陶瓷样品），放入水中后，水会浸入样品内部( 称的时候会看到气泡冒出，这些气泡来自于样品本身的孔隙中的空气），这时候样品排开水的体积就不再完全是样品本身的体积。所以让水事先浸入样品（很明显样品体积并不变），这时候样品再放入水中时排开的水的体积就是样品的体积V1 ，m1-m2还是排开的水的质量。 个人认为，真要去测m1可能实际上比较困难，你怎么才能保证样品饱和吸水呢？ 好在我们大多数时我们并不需要如此精确的测量，对于大部分相对密度高于95%的样品来说，m1可以认为等于m0。 |
10楼2007-05-27 03:56:40
landejun
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9楼2007-05-25 10:57:10
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问题1 ：一个物体的质量很容易精确测量，但准确测量体积就比较困难，特别是形状不规则的时候。阿基米德法是利用测水（或其他液体）的浮力来计算体积。通过两次测量质量避免了直接测量体积，结果更为精确。你说放入水中测体积，用什么仪器怎么样才能精确测量体积呢？ 问题2：不太明白你的问题。测m2时当然要用绳挂起来在水中称了。这时候如果绳的重量比较重，不是远远小于被称物质的质量，还要考虑到绳的质量。当然，有些天平设计时就为了阿基米德法测量密度，测m2时将样品放入托盘再将其浸入水中测量就可以了。这时候测量方便很多了，不过不知道目前有多少实验室有这样的天平。 |
2楼2007-05-08 01:46:14
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3楼2007-05-10 22:42:25
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4楼2007-05-11 00:11:12
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6楼2007-05-12 20:30:37
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7楼2007-05-13 03:10:32
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8楼2007-05-14 23:00:09