Bài 14. Thực hành xác định khối lượng riêng
|
Khái niệm, thuật ngữ
|
Kiến thức, kĩ năng
|
Để xác định khối lượng riêng của một chất tạo nên vật, cần xác định khối lượng và thể tích của vật, sau đó áp dụng công thức \(D=\dfrac{m}{V}\). Với các vật có hình dạng khác nhau, cách xác định thể tích cũng khác nhau.
I. 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.
- Khối gỗ hình hộp chữ nhật.
2. Cách tiến hành
Đo các cạnh \(a\), \(b\), \(c\) của khối gỗ bằng thước, tính thể tích \(V=abc\), rồi dùng cân điện tử để xác định khối lượng \(m\) của khối gỗ.
Hình 14.1–14.2. Đo kích thước và khối lượng của khối gỗ hình hộp chữ nhật.
Thực hiện phép đo ba lần, tính giá trị trung bình của thể tích và khối lượng rồi xác định khối lượng riêng:
\(D=\dfrac{m}{V}\)
3. Kết quả
Bảng 14.1. Kết quả thí nghiệm xác định khối lượng riêng của khối gỗ hình hộp chữ nhật
| Lần đo | \(a\) (m) | \(b\) (m) | \(c\) (m) | \(V\) (m³) | \(m\) (kg) |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | \(a_1=?\) | \(b_1=?\) | \(c_1=?\) | \(V_1=?\) | \(m_1=?\) |
| 2 | \(a_2=?\) | \(b_2=?\) | \(c_2=?\) | \(V_2=?\) | \(m_2=?\) |
| 3 | \(a_3=?\) | \(b_3=?\) | \(c_3=?\) | \(V_3=?\) | \(m_3=?\) |
| Trung bình | \(V_{tb}=\dfrac{V_1+V_2+V_3}{3}\) | \(m_{tb}=\dfrac{m_1+m_2+m_3}{3}\) | |||
Khối lượng riêng của khối gỗ: \(D_{tb}=\dfrac{m_{tb}}{V_{tb}}\)
II. Xác định khối lượng riêng của một lượng nước
1. Chuẩn bị
- Cân điện tử.
- Ống đong, cốc thủy tinh.
- Một lượng nước sạch.
2. Cách tiến hành
Đo khối lượng của ống đong rỗng \(m_1\). Rót một lượng nước vào ống đong, xác định thể tích nước \(V_n\), rồi đo khối lượng của ống đong có nước \(m_2\). Khối lượng nước là:
\(m_n=m_2-m_1\)
Lặp lại thí nghiệm ba lần, ghi thể tích nước và các giá trị khối lượng tương ứng để tính giá trị trung bình.
Hình 14.3. Đo khối lượng của ống đong rỗng và ống đong đựng nước.
3. Kết quả
Bảng 14.2. Kết quả thí nghiệm xác định khối lượng riêng của một lượng nước
| Lần đo | \(V_n\) (m³) | \(m_1\) (kg) | \(m_2\) (kg) | \(m_2-m_1\) (kg) |
|---|---|---|---|---|
| 1 | \(V_{n1}=?\) | ? | ? | \(m_{n1}=?\) |
| 2 | \(V_{n2}=?\) | ? | ? | \(m_{n2}=?\) |
| 3 | \(V_{n3}=?\) | ? | ? | \(m_{n3}=?\) |
Giá trị trung bình:
\(V_{ntb}=\dfrac{V_{n1}+V_{n2}+V_{n3}}{3}\)
\(m_{ntb}=\dfrac{m_{n1}+m_{n2}+m_{n3}}{3}\)
Khối lượng riêng của nước:
\(D_{ntb}=\dfrac{m_{ntb}}{V_{ntb}}\)
III. Xác định khối lượng riêng của một vật có hình dạng bất kì không thấm nước
1. Chuẩn bị
- Cân điện tử.
- Ống đong; cốc thủy tinh có chứa nước.
- Hòn sỏi có thể bỏ lọt vào ống đong.
2. Cách tiến hành
Dùng cân điện tử xác định khối lượng của hòn sỏi \(m_s\). Rót nước vào ống đong và xác định thể tích ban đầu \(V_1\). Buộc sợi chỉ vào hòn sỏi, thả từ từ cho sỏi ngập trong nước rồi xác định thể tích mới \(V_2\).
Thể tích hòn sỏi được xác định bằng phương pháp dời chỗ:
\(V_{sỏi}=V_2-V_1\)
Lặp lại thí nghiệm hai lần nữa, tính thể tích trung bình và khối lượng trung bình của hòn sỏi, sau đó xác định:
\(D=\dfrac{m}{V}\)
3. Kết quả
Bảng 14.3. Kết quả thí nghiệm xác định khối lượng riêng của hòn sỏi
| Lần đo | \(m_s\) (kg) | \(V_1\) (m³) | \(V_2\) (m³) | \(V_2-V_1\) (m³) |
|---|---|---|---|---|
| 1 | \(m_{s1}=?\) | ? | ? | \(V_{s1}=?\) |
| 2 | \(m_{s2}=?\) | ? | ? | \(V_{s2}=?\) |
| 3 | \(m_{s3}=?\) | ? | ? | \(V_{s3}=?\) |
Giá trị trung bình:
\(m_{stb}=\dfrac{m_{s1}+m_{s2}+m_{s3}}{3}\)
\(V_{stb}=\dfrac{V_{s1}+V_{s2}+V_{s3}}{3}\)
Khối lượng riêng của hòn sỏi:
\(D_{stb}=\dfrac{m_{stb}}{V_{stb}}\)
Tỉ trọng kế
Trong thực tế, khối lượng riêng của chất lỏng còn có thể được đo bằng tỉ trọng kế. Dụng cụ hoạt động dựa trên định luật Archimedes và gồm thang đo chia độ, thân tỉ trọng kế và phần vật liệu dằn làm tải trọng.
Hình 14.4. Tỉ trọng kế.
Khi thả nhẹ tỉ trọng kế vào chất lỏng và để dụng cụ cân bằng, có thể đọc giá trị khối lượng riêng của chất lỏng trên thang chia tại vị trí mặt chất lỏng tiếp xúc với tỉ trọng kế.
Báo cáo thực hành
1. Mục đích thí nghiệm: Xác định khối lượng riêng của một khối gỗ hình hộp chữ nhật, của một lượng chất lỏng và của một vật có hình dạng bất kì.
2. Chuẩn bị: Ghi đầy đủ dụng cụ thí nghiệm.
3. Các bước tiến hành: Mô tả các bước đã thực hiện.
4. Kết quả thí nghiệm: Hoàn thành các Bảng 14.1, 14.2 và 14.3.
Em đã học
- Cách xác định khối lượng riêng của một khối hình hộp chữ nhật.
- Cách xác định khối lượng riêng của một lượng chất lỏng.
- Cách xác định khối lượng riêng của một vật có hình dạng bất kì không thấm nước.
Em có thể: Biết được một vật làm bằng chất gì bằng cách đo khối lượng riêng của vật; so sánh giá trị khối lượng riêng của nước xác định trong thí nghiệm với giá trị trong bảng tham khảo và nhận xét các yếu tố có thể gây chênh lệch.