Найти вес жидкости в сосуде

Определение массы и плотности жидкостей

где m – масса жидкости, г; V – ее объем, см3; р-плотность жидкости, г/см3.

Плотность жидкостей и растворов находят по справочным таблицам или определяют самостоятельно. В лабораторной практике наибольшее распространение получили два метода определения плотности: 1) определение степени погружения денсиметра з жидкость; 2) взвешивание жидкости в сосуде известного объема.

При определении плотности с помощью денсиметр а последний погружают в цилиндр с жидкостью, термостатированной при определенной температуре, обычно при 20 или 15 °С. (рис. 25).

Для измерения температуры жидкости используют термометр с ценой деления не менее 0,5°С: неточность в измерении температуры в 1°С дает ошибку в значении плотности до 0,1%. Шкала денсиметров проградупрозана непосредственно в единицах плотности. Значение плотности жидкости считывают по делению шкалы, находящемуся на одном уровне с мениском жидкости.

Рис. 21. Определение плотности жидкости с помощью денсиметра.

Цена деления таких денсиметров 0,001 г/см3, а весь набор охватывает интервал плотностей от 0,700 до 1,840 г/см3. Иногда удобнее пользоваться приборами, шкала которых проградуирована в единицах концентрации для растворов определенных веществ. Такие приборы принято называть ареометрами.

В тех случаях, когда количество жидкости, находящейся в распоряжении экспериментатора, слишком мало, ее плотность определяют посредством пикнометров- небольших (от 1 до 100 мл) мерных колб.

На каждый находящийся в работе пикнометр должен быть нанесен номер титановым карандашом и заведена индивидуальная карточка, в которую закосят его точную массу (взвешивают чистый сухой пикнометр вместе с пробкой на аналитических весах) и значение «водной константы». Водная константа – эта масса воды в объеме пикнометра, приведенная к массе воды при 4 °С (температура, при которой плотность воды равна 1 г/см3).

С целью определения водной константы нового пикнометра его тщательно моют и заполняют предварительно прокипяченной (для удаления растворенного воздуха) дистиллированной водой немного выше метки.

Наполненный пикнометр выдерживают в течение 20 мин в водяном термостате при 20°С, после чего с помощью капилляра или тонких полосок фильтровальной бумаги отбирают лишнюю воду, доводя ее уровень в шейке пикнометра до метки по нижнему краю мениска. Верхнюю часть шейки пикнометра и шлиф протирают досуха кусочком фильтровальной бумаги, закрывают пикнометр пробкой, тщательно вытирают его снаружи, обсушивают 20-25 мин, после чего взвешивают на аналитических весах. Вычитая из массы пикнометра с водой массу сухого пикнометра получают массу воды в объеме пикнометра при 20 °С. Частное от деления полученного значения на 0,99823 г (масса 1 мл воды при 20 °С) и есть водная константа пикнометра.

При определении плотности какой-либо жидкости проделывают тс же операции, что и при определении водной константы. Для вычисления относительной плотности вещества d массу жидкости в объеме данного пикнометра делят на величину его водной константы

Источник

Формула объем вес жидкости

Жидкости.

В природе различают четыре вида состояния вещества: твердое, жидкое, газообразное и плазменное. Основное отличие жидкостей от твердых тел заключается в их текучести, т.е. способности легко принимать форму сосуда, в который жидкость поместили, при этом объем жидкости не изменяется. Газ тоже обладает текучестью, но при этом занимает любой предоставленный ему объем. В сосудах жидкость образует свободную поверхность, а газ аналогичной поверхностью не обладает. Однако с точки зрения механики и жидкость, и газ подчиняются одним и тем же закономерностям в случае, если сжимаемостью газа можно пренебречь. Поэтому в гидравлике под термином «жидкость» понимаются и собственно жидкости (которые часто называют капельными жидкостями), и газы (газообразные жидкости).

Основные свойства жидкости (при рассмотрении задач механики жидкости) – это плотность, способность изменять свой объем при нагревании (охлаждении) и изменениях давления, вязкость жидкости. Рассмотрим каждое из свойств жидкости подробнее.

Плотность жидкости.

Плотностью жидкости ρ называется ее масса, заключенная в единице объема:

где m – масса жидкости; W – объем жидкости.

Так как вода является наиболее распространенной в природе жидкостью, в качестве примера количественного значения параметра, определяющего то или иное свойство жидкости, будем приводить значение рассматриваемого параметра для воды.

Удельный вес.

Удельный вес γ – это вес жидкости, приходящийся на единицу объема:

где G – вес жидкости в объеме W.

Плотность и удельный вес связаны между собой соотношением

где g – ускорение свободного падения (g=9,81 м/с 2 ).

В каких единицах измерялась вода

До принятия единой системы в разных странах и городах применялись свои единицы измерения: фунт, унция, пуд и др. Для определения объема жидкости, например, на Руси использовали такие понятия, как “чарка”, “ведро”, “бочка”, “варя”, часть меры называли “осьмушка”, “четвертник”.

В 1795 г. во Франции ввели понятия “метр”, “килограмм”, “литр” и рассчитали, сколько весит 1 л воды. Единица измерения объема взяла свое название от слова “литрон” (так называли меру для сыпучих тел).

Метрическая система

Метрическая система мер берет свое начало в XVIII в. во Франции, ее принцип основан на том, что каждая величина измеряется одной главной единицей, которая может умножаться или делиться на степень 10. Такая система позволила упорядочить измерения и привести их к единому стандарту, отказавшись от сложных переводов одной величины в другую.

Меры объема метрической системы:

Система СИ

Что такое плотность жидкости

Плотность жидкости – это отношение массы жидкости к объёму, который она занимает.

Если две жидкости одинаковой массы налить в сосуды, то их объемы будут разниться. Причина этому – плотность, т.е. расстояние между молекулами и атомами, образующими внутреннее строение. Эта величина скалярная и обозначается буквой ρ. В литературе можно встретить и другие обозначения, например D и d (в переводе с латинского densitans).

Понятие плотности касается однородных веществ, в т.ч. в жидком состоянии. Если однородность отсутствует, говорят о средней плотности либо плотности в одной точке.

Обычная вода при температуре 4 0 С имеет максимальное ее значение – 1000 кг/м3. Многие жидкие продукты питания имеют близкое значение плотности. Например, обезжиренное молоко, раствор уксуса, вино. В то же время для сока из ананаса аналогичное значение составляет 1084, из винограда – 1361, апельсина – 1043 кг/м3. Пиво имеет плотность 1030 кг/м3.

Многие жидкости менее плотны, чем вода, это:

Перевод одной величины в другую

Физические величины могут обозначаться разными единицами измерения, и возникает необходимость их перевода из одной в другую. Для самостоятельного проведения операции нужно знать, как это правильно делать.

Удобно воспользоваться онлайн-калькулятором, где перевод будет произведен автоматически. Если пересчет единиц массы из одной в другую несложно сделать в уме, то при переводе, например, г/л на кг/куб. см, лучше воспользоваться вспомогательными средствами.

Воспользуйтесь онлайн-калькулятором для перечисления величин.

Как определить плотность жидкости

Математический расчет плотности жидкого вещества выглядит как частное от деления взятой массы на тот объем, который оно занимает.

Где m – масса жидкости, V – ее объем.

Единицей измерения плотности является кг/м3 (для системы СИ). Обозначение в системе CUC – г/см3.

Жидкость, представляющая собой смесь двух и более компонентов, имеет значение плотности, определяемой по формуле:

Существует деление жидкостей на:

Реальные, в свою очередь, подразделяются на:

Занятная историческая справка

Изначально за эталон была взята вода в состоянии тающего льда, с течением времени это правило поменялось, и за образец взяли жидкость в условиях нормального атмосферного давления и в состоянии наибольшей плотности.

В 1879 г. Международный комитет мер и весов приравнял 1 л к 1 куб. дм. С 1901 по 1964 гг. понятие единицы измерения стало отличаться. В этот период литр соответствовал килограмму воды при температуре 3,98°С и давлении 760 мм рт. ст. В 1901-1964 гг. вес литра воды без примесей при установленных показателях был равен 1 кг.

В 1964 г. на международном уровне было возвращено значение литра, которое применялось до 1901 г., он снова стал соответствовать объему 1 куб. дм, независимо от веса.

Каким соотношением связаны плотность и удельный вес жидкости

Удельный вес жидкости (γ) – еще один параметр, от которого зависят ее свойства.

Удельным весом называется вес жидкости, заключенной в единице V (объема).

Нахождение его значения производится по формуле:

Где G – вес жидкости, V – объем.

Между удельным весом и плотностью жидкой среды существует прямая зависимость. Формула для определения удельного веса содержит равенство:

Отличием удельного веса от плотности является тот факт, что он зависит от места проведения измерений, в т.ч. от высоты над уровнем моря и географической широты.

Источник

Формула зависимости массы от объема и плотности

Для того, чтобы найти плотность жидкости или твердого вещества, существует базовая формула: плотность равна массе, поделенной на объем.

Записывается это так:

И из нее можно вывести еще две формулы.

Формулу для объема тела:

А также формулу для расчета массы:

Как видите, запомнить последнюю очень легко: это единственная формула, где две единицы нужно умножить.

Для запоминания этой зависимости можно использовать рисунок в виде «пирамидки», разделенной на три секции, в вершине которой находится масса, а в нижних углах – плотность и объем.

Несколько иначе обстоят дела с газами.

Рассчитать их вес гораздо сложнее, так как у газов нет постоянной плотности: они рассеиваются и занимают весь доступный им объем.

Для этого пригодится понятие молярной массы, которую можно найти, сложив массу всех атомов в формуле вещества при помощи данных из периодической таблицы.

Вторая единица, которая нам понадобится – количество вещества в молях. Его можно вычислить по уравнению реакции. Подробнее об этом можно узнать в рамках курса химии.

Другой способ нахождения мольного количества – через объем газа, который нужно поделить на 22,4 литра. Последнее число – это объемная постоянная, которую стоит запомнить.

В итоге, зная две предыдущие величины, мы можем определить массу газа:

где M – это молярная масса, а n – количество вещества.

Результат получится в граммах, поэтому для решения физических задач важно не забыть перевести его в килограммы, поделив на 1000. Числа в этой формуле часто могут оказываться достаточно сложными, поэтому для вычислений может понадобиться калькулятор.

Еще один нестандартный случай, с которым можно столкнуться – необходимость найти плотность раствора

. Для этого существует формула средней плотности, построенная аналогично формулам других средних величин.

Для двух веществ посчитать ее можно так:

Также из этой формулы можно вывести несколько других в зависимости от того, какие из величин известны по условию задачи.

Таблица плотности некоторых веществ

Плотность многих веществ известна заранее и легко находится по соответствующей таблице.

В работе с ней важно обращать внимание на размерности и не забывать о том, что все данные собраны при нормальных условиях: комнатной температуре в 20 градусов Цельсия, а также определенном давлении, влажности воздуха и так далее.

Плотности других, более редких веществ можно найти онлайн.

Как минимум одно из значений плотности стоит запомнить, так как оно часто появляется в задачах. Это плотность воды – 1000 кг/м3 или 1 г/см3.

«Эврика!». Открытие закона Архимеда

Однажды царь Сиракуз Гиерон II обратился к Архимеду с просьбой установить, действительно ли его корона выполнена из чистого золота, как утверждал ювелир. Правитель подозревал, что мастер прикарманил часть драгоценного металла и частично заменил его серебром.

В те времена не существовало способов определить химический состав металлического сплава. Задача поставила учёного в тупик. Размышляя над ней, он отправился в баню и лёг в ванну, до краёв наполненную водой. Когда часть воды вылилась наружу, на Архимеда снизошло озарение. Такое, что учёный голышом выскочил на улицу и закричал «Эврика!», что по-древнегречески означает «Нашёл!».

Он предположил, что вес вытесненной воды был равен весу его тела, и оказался прав. Явившись к царю, он попросил принести золотой слиток, равный по весу короне, и опустить оба предмета в наполненные до краёв резервуары с водой. Корона вытеснила больше воды, чем слиток. При одной и той же массе объём короны оказался больше, чем объём слитка, а значит, она обладала меньшей плотностью, чем золото. Выходит, царь правильно подозревал своего ювелира.

Так был открыт принцип, который теперь мы называем законом Архимеда:

На тело, погружённое в жидкость или газ, действует выталкивающая сила, равная весу жидкости или газа в объёме погружённой части тела.

Эта выталкивающая сила и называется силой Архимеда.

Примеры решения задач

Задача 1

Условие:

имеется алюминиевый брусок со сторонами 3, 5 и 7 сантиметров. Какова его масса?

Найдем объем бруска:

V = 3 * 5 * 7 = 105 см 3 ;

Табличное значение плотности алюминия: 2800 кг/м 3 или 2,8 г/см 3 ;

Вычислим массу бруска:

Задача 2

Задача по смежной теме.

Условие:

сколько энергии потребуется для того, чтобы довести воду комнатной температуры (20 градусов Цельсия) из стакана (ёмкость 200 мл) до температуры кипения?

m = 200 * 1 = 200 г = 0,2 кг;

Q = 4200 * 0,2 * (100 – 20) = 67200 Дж = 67,2 кДж.

Задача 3

Задача с молярной массой.

Условие:

найдите массу CO2 при объеме в 5,6 л.

Источник

Источник

Статья написана в ознакомительных целях. Проконсультируйтесь с врачом.

Вода – основной компонент планеты, она окружает нас повсюду, является источником жизни на Земле. Вес пресной жидкости объемом 1 л составляет примерно 998 г. Однако этот показатель может меняться, т.к. вес воды зависит от ее температуры, содержащихся примесей и др. условий.

Вес воды не возможно определить точно.

Почему нельзя ответить точно на вопрос о весе воды

Масса и вес – это разные физические понятия. Первое – мера инертности тела, измеряемая в килограммах, второе – сила, с которой тело действует на горизонтальную опору. Ниже будут рассмотрены вопросы, относящиеся к первому термину.

На вопросы, сколько весит 1 литр воды или каков объем килограмма жидкости, нельзя ответить точно, т.к. это значение зависит от различных факторов.

Принято, что данный показатель равен примерно 998,5 г. Но эта цифра верна при атмосферном давлении 760 мм рт. ст. и температуре 4˚С. Изменение условий повлечет за собой уменьшение или увеличение показателя.

Что влияет на массу воды

Масса жидкости зависит от совместного влияния факторов. К ним относятся: ее состояние, температура, соленость, тип изотопов водорода и др.

Состояние

Физическое состояние вещества может быть жидким или твердым (снег или лед). В таблице приведены показатели веса в зависимости от этого условия.

Соленость

Жидкость в природе бывает 2 видов:

1. Пресная – речная, озерная, грунтовая, талая. 1 л = 998,5 г.
2. Соленая (содержит твердые растворенные минеральные вещества) – морская. 1 л = 1024,1 г.

Температура

Жидкость существует при температурах от 0 до 374,12°С (критическое значение, при котором исчезает граница раздела с водяным паром). При 4°С вода обладает максимальной плотностью – 1 г/мл, и массой 998,5 г в 1 л, при росте температуры эти показатели уменьшаются.

Другие факторы

Также к факторам, способным повлиять на вес жидкости, относятся:

• изотопный состав (вода легкая, тяжелая, сверхтяжелая);
• атмосферное давление (при уменьшении или увеличении показателя меняется плотность вещества).

Занятная историческая справка

Литр – единица измерения объема жидкости, впервые была введена во Франции в 1793 г. Это необходимый для человека показатель в условиях постоянного мирового потребления жизненно необходимого ресурса.

Изначально за эталон была взята вода в состоянии тающего льда, с течением времени это правило поменялось, и за образец взяли жидкость в условиях нормального атмосферного давления и в состоянии наибольшей плотности.

В 1879 г. Международный комитет мер и весов приравнял 1 л к 1 куб. дм. С 1901 по 1964 гг. понятие единицы измерения стало отличаться. В этот период литр соответствовал килограмму воды при температуре 3,98°С и давлении 760 мм рт. ст. В 1901-1964 гг. вес литра воды без примесей при установленных показателях был равен 1 кг.

В 1964 г. на международном уровне было возвращено значение литра, которое применялось до 1901 г., он снова стал соответствовать объему 1 куб. дм, независимо от веса.

Как рассчитать вес одного литра воды

Масса вещества вычисляется по формуле, известной всем со школы: произведение плотности на объем.

Физические свойства воды не постоянны, они могут изменяться. Нормальное значение плотности пресной жидкости составляет 1 г/мл (или 1000 г/куб.м), однако необходимо учесть такие факторы, как состояние, температуру, соленость, наличие примесей, атмосферное давление, которые могут понижать или повышать этот показатель.

Для расчета веса 1 л воды в емкости (банке, бутылке) проводят следующие действия:

• отлейте необходимый объем воды при помощи мерного приспособления и перелейте в тару (даже если на ней указана вместимость, производитель может совершать допустимые отклонения, и не всегда понятно, до какого уровня следует наливать жидкость);
• взвесьте емкость с жидкостью;
• слейте воду и поставьте на весы пустую тару;
• высчитайте разницу между двумя показателями массы.

Перевод одной величины в другую

Физические величины могут обозначаться разными единицами измерения, и возникает необходимость их перевода из одной в другую. Для самостоятельного проведения операции нужно знать, как это правильно делать.

Удобно воспользоваться онлайн-калькулятором, где перевод будет произведен автоматически. Если пересчет единиц массы из одной в другую несложно сделать в уме, то при переводе, например, г/л на кг/куб. см, лучше воспользоваться вспомогательными средствами.

Воспользуйтесь онлайн-калькулятором для перечисления величин.

В каких единицах измерялась вода

До принятия единой системы в разных странах и городах применялись свои единицы измерения: фунт, унция, пуд и др. Для определения объема жидкости, например, на Руси использовали такие понятия, как “чарка”, “ведро”, “бочка”, “варя”, часть меры называли “осьмушка”, “четвертник”.

В 1795 г. во Франции ввели понятия “метр”, “килограмм”, “литр” и рассчитали, сколько весит 1 л воды. Единица измерения объема взяла свое название от слова “литрон” (так называли меру для сыпучих тел).

Со временем в связи с развитием торговли между странами возникла необходимость в единой системе стандартизации, к общим правилам мер страны перешли во второй части XIX в.

Метрическая система

Метрическая система мер берет свое начало в XVIII в. во Франции, ее принцип основан на том, что каждая величина измеряется одной главной единицей, которая может умножаться или делиться на степень 10. Такая система позволила упорядочить измерения и привести их к единому стандарту, отказавшись от сложных переводов одной величины в другую.

Меры объема метрической системы:

• 1 куб. м = 1000 куб. дм = 1 000 000 куб. см;
• 1 л = 1 куб. дм;
• 1 гл = 100 л.

Система СИ

Система СИ основана на метрических мерах и объединяет 7 единиц измерения:

• время – секунда;
• длина – метр;
• масса – килограмм;
• сила электрического тока – ампер;
• термодинамическая температура – кельвин;
• количество вещества – моль;
• сила света – кандела.

Остальные единицы измерения образуются из основных в результате уравнений, связывающих друг с другом физические величины. Объем воды в системе СИ измеряется в кубических метрах.

Вес одного кубометра воды

1 куб. м = 1000 литрам жидкости. Соответственно, масса воды объемом 1 куб м. составляет 998,5 кг. Вес можно перевести в граммы, центнеры и др. единицы измерения, сделав пересчет в уме или воспользовавшись онлайн-калькулятором.

Вес жидкости отличается в зависимости от разных факторов.

Расчет веса других жидкостей

Для расчета веса жидкого вещества необходимо знать его плотность. В таблице приведен вес 1 л наиболее распространенных в быту жидкостей:

Калькулятор воды

Вода – жидкость, которая ежедневно необходима нашему организму. Ее количество, которое вы должны потреблять ежедневно, – понятие, индивидуальное для каждого человека. Рассчитать свою норму можно при помощи калькулятора воды.

Для получения результата укажите следующие данные:

• вес (если он превышает норму более чем на 15 кг, необходимо отнять 10 кг и внести эту цифру);
• количество выпиваемых за день кофеинсодержащих напитков (чай, кофе, какао);
• дневное количество бокалов вина;
• масса съедаемых за день овощей и фруктов с большим содержанием воды (огурцы, редис, кабачки, томаты, белокочанная капуста, арбуз, апельсин, черешня, помело, грейпфрут, вишня, клубника и др.).

В среднем норма потребления воды для человека составляет 2 л в день, однако при повышенном или пониженном употреблении кофеинсодержащих и алкогольных напитков, а также сочных овощей и фруктов она может меняться.

Калькулятор под вопросом. Если вам нужен калькулятор, напишите об этом в комментариях.

Просмотров: 1 453

Добавлено: 23-01-2021 14:53 Сообщить про неверную информацию в статье.

Печатать статью

Комментариев (0)

Информация

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.

Источник