BÀI 14. THỰC HÀNH XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG RIÊNG

BÀI 14. THỰC HÀNH XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG RIÊNG

I. Nguyên tắc xác định khối lượng riêng

Muốn xác định khối lượng riêng của một chất tạo nên vật, ta cần xác định hai đại lượng:

• Khối lượng \(m\) của vật hoặc của lượng chất.
• Thể tích \(V\) của vật hoặc của lượng chất.

Trong thực hành, mỗi phép đo nên thực hiện nhiều lần. Sau đó lấy giá trị trung bình để kết quả đáng tin cậy hơn.

\(x_{\text{tb}}=\dfrac{x_1+x_2+x_3}{3}\)

II. Một số lưu ý khi thực hành

• Thống nhất đơn vị trước khi tính. Nếu \(m\) tính bằng \(kg\), \(V\) tính bằng \(m^3\), thì \(D\) có đơn vị \(\mathrm{kg/m^3}\).
• Khi đọc mực nước trong ống đong, đặt mắt ngang với mặt thoáng của chất lỏng.
• Vật thả vào ống đong phải chìm hoàn toàn trong nước và không chạm mạnh làm vỡ dụng cụ.
• Với vật không thấm nước, cần lau khô vật trước khi cân hoặc trước khi đo lại.
• Ghi số liệu cẩn thận, không làm tròn quá sớm trong quá trình tính toán.

III. Xác định khối lượng riêng của một khối hình hộp chữ nhật

1. Chuẩn bị

• Cân điện tử.
• Thước đo độ dài có độ chia nhỏ nhất tới milimét.
• Một khối gỗ hình hộp chữ nhật.

2. Cách tiến hành

1. Dùng thước đo ba cạnh \(a\), \(b\), \(c\) của khối gỗ hình hộp chữ nhật.
2. Tính thể tích của khối gỗ theo công thức \(V=a\cdot b\cdot c\).
3. Đo ba lần, ghi số liệu vào bảng rồi tính thể tích trung bình \(V_{\text{tb}}\).
4. Dùng cân điện tử xác định khối lượng \(m\) của khối gỗ. Đo ba lần rồi tính khối lượng trung bình \(m_{\text{tb}}\).
5. Tính khối lượng riêng của khối gỗ theo công thức \(D_{\text{tb}}=\dfrac{m_{\text{tb}}}{V_{\text{tb}}}\).

\(V_{\text{tb}}=\dfrac{V_1+V_2+V_3}{3}\), \(\quad m_{\text{tb}}=\dfrac{m_1+m_2+m_3}{3}\), \(\quad D_{\text{tb}}=\dfrac{m_{\text{tb}}}{V_{\text{tb}}}\)

IV. Xác định khối lượng riêng của một lượng nước

1. Chuẩn bị

• Cân điện tử.
• Ống đong và cốc thủy tinh.
• Một lượng nước sạch.

2. Cách tiến hành

1. Dùng cân điện tử xác định khối lượng của ống đong rỗng, gọi là \(m_1\).
2. Rót nước vào ống đong, đọc thể tích nước trong ống đong, gọi là \(V_n\).
3. Cân ống đong có chứa nước, gọi là \(m_2\).
4. Tính khối lượng nước trong ống đong: \(m_n=m_2-m_1\).
5. Lặp lại thí nghiệm thêm hai lần, tính thể tích trung bình \(V_{n\text{tb}}\) và khối lượng trung bình \(m_{n\text{tb}}\).
6. Tính khối lượng riêng của nước: \(D_{n\text{tb}}=\dfrac{m_{n\text{tb}}}{V_{n\text{tb}}}\).

\(V_{n\text{tb}}=\dfrac{V_{n1}+V_{n2}+V_{n3}}{3}\), \(\quad m_{n\text{tb}}=\dfrac{m_{n1}+m_{n2}+m_{n3}}{3}\), \(\quad D_{n\text{tb}}=\dfrac{m_{n\text{tb}}}{V_{n\text{tb}}}\)

V. Xác định khối lượng riêng của một vật có hình dạng bất kì không thấm nước

1. Chuẩn bị

• Cân điện tử.
• Ống đong hoặc bình chia độ, cốc thủy tinh có chứa nước.
• Một hòn sỏi hoặc vật rắn nhỏ không thấm nước, có thể bỏ lọt vào ống đong.
• Sợi chỉ mảnh để buộc vật.

2. Cách tiến hành

1. Dùng cân điện tử xác định khối lượng của hòn sỏi, gọi là \(m_s\).
2. Rót nước vào ống đong, đọc thể tích ban đầu của nước, gọi là \(V_1\).
3. Buộc sợi chỉ vào hòn sỏi, thả từ từ cho hòn sỏi ngập hoàn toàn trong nước, đọc thể tích mới, gọi là \(V_2\).
4. Tính thể tích của hòn sỏi: \(V_s=V_2-V_1\).
5. Kéo hòn sỏi ra, lau khô và lặp lại thí nghiệm thêm hai lần.
6. Tính khối lượng trung bình \(m_{s\text{tb}}\), thể tích trung bình \(V_{s\text{tb}}\), rồi tính khối lượng riêng \(D_{s\text{tb}}=\dfrac{m_{s\text{tb}}}{V_{s\text{tb}}}\).

\(m_{s\text{tb}}=\dfrac{m_{s1}+m_{s2}+m_{s3}}{3}\), \(\quad V_{s\text{tb}}=\dfrac{V_{s1}+V_{s2}+V_{s3}}{3}\), \(\quad D_{s\text{tb}}=\dfrac{m_{s\text{tb}}}{V_{s\text{tb}}}\)

VI. Mẫu báo cáo thực hành

VII. Mở rộng: tỉ trọng kế

Trong thực tế, để đo khối lượng riêng của chất lỏng, người ta có thể dùng một dụng cụ gọi là tỉ trọng kế, còn gọi là phù kế.

Tỉ trọng kế hoạt động dựa trên định luật Archimedes. Khi thả tỉ trọng kế vào chất lỏng, dụng cụ sẽ nổi lơ lửng ở một mức nhất định. Ta đọc giá trị khối lượng riêng của chất lỏng trên thang chia độ tại vị trí mặt thoáng chất lỏng tiếp xúc với thân tỉ trọng kế.

VIII. Em đã học

IX. Em có thể

• Biết được một vật có thể làm bằng chất gì bằng cách đo khối lượng riêng của vật đó rồi so sánh với bảng khối lượng riêng.
• So sánh giá trị khối lượng riêng của nước đo được trong thí nghiệm với giá trị trong bảng. Nếu có chênh lệch, có thể giải thích do sai số khi đo khối lượng, sai số khi đọc thể tích, nước không tinh khiết hoặc làm tròn số trong quá trình tính.

X. Câu hỏi tự kiểm tra

1. Để xác định khối lượng riêng của một vật, cần đo những đại lượng nào?
2. Vì sao trong bài thực hành nên đo ba lần rồi lấy giá trị trung bình?
3. Với khối hộp chữ nhật, thể tích được tính theo công thức nào?
4. Khi xác định khối lượng riêng của nước, vì sao cần cân cả ống đong rỗng và ống đong có chứa nước?
5. Khi xác định thể tích của hòn sỏi bằng ống đong, vì sao phải để hòn sỏi ngập hoàn toàn trong nước?
6. Nêu một số nguyên nhân làm kết quả đo khối lượng riêng bị sai lệch so với giá trị trong bảng.