المحتوى
طريقة الإزاحة هي طريقة يمكن الاعتماد عليها لتحديد حجم كائن ليس له أبعاد قابلة للقياس ، مثل التمثال أو الصخرة. يمكنك ببساطة غمر الصخرة في الماء في حاوية كبيرة بما يكفي للاحتفاظ بها وقياس حجم المياه التي تزيحها. يعود المبدأ إلى عالم الرياضيات اليوناني أرخميدس ، الذي ربما كان يركض في الشوارع وهم يهتفون "يوريكا" عندما اكتشفها. إذا كنت تريد معرفة وزن المياه النازحة ، ما عليك سوى قياس حجمها وضربها بكثافة المياه.
TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم يقرأ)
يمكنك تحديد وزن حجم المياه النازحة عن طريق ضرب كثافة المياه. في الوحدات المترية CGS ، تكون كثافة الماء عند 4 مئوية 1 جم / مل ، لذلك إذا كنت تستخدم هذه الوحدات ، فإن الحجم بالملليترات والوزن بالجرام يكون بنفس العدد إلى درجة عالية من الدقة.
كثافة الماء تختلف مع درجة الحرارة
تتغير كثافة الماء مع درجة الحرارة. الحد الأقصى يحدث عند 4 درجات مئوية (39.2 درجة فهرنهايت). في الوحدات المترية ، 1 غ / مل في نظام CGS (سم ، غرام ، ثانية) ونظام 1000 كجم / م3 في نظام MKS (متر ، كيلوغرام ، ثواني). في النظام الإمبراطوري ، به 62.42 رطل / مكعب. الماء هو المركب الوحيد الذي يحصل في الواقع على كثافة أقل عندما يتجمد ، ومع ارتفاع درجة الحرارة ، تنخفض الكثافة أيضًا. عند درجة حرارة أقل قليلاً من درجة حرارة الغرفة ، وهي درجة الحرارة التي من المحتمل أن تقوم بها معظم التجارب ، تكون الكثافة 0.9982 جم / مل أو 62.28 رطل / قدم مكعب. هذا هو الفرق من ألفي في المئة فقط من ، لذلك من المهم فقط لإجراء حسابات دقيقة للغاية.
قياس حجم
عند استخدام طريقة الإزاحة ، يكون لديك خيار من طريقتين لقياس حجم المياه النازحة. الأول هو ملء الحاوية حتى الحافة وامسك بالمياه التي تفيض في حاوية متدرجة. والآخر هو قياس التغير في مستوى المياه وحساب الحجم باستخدام أبعاد الحاوية. إذا كنت تقيس حجم عينة صغيرة ، فيمكنك ملء حاوية متدرجة إلى علامة معينة ، وقراءة المقياس ببساطة عندما يرتفع الماء لتحديد تغيير الحجم. هذا هو الإجراء المعتاد في المختبر.
تحديد الوزن
بمجرد معرفة حجم المياه النازحة ، يمكنك تحديد وزنها على الفور عن طريق ضرب كثافة المياه في درجة الحرارة ذات الصلة. وهذا لأن تعريف الكثافة (d) هو الكتلة (m) مقسومة على الحجم (v) ، لذلك m = dv. في هذا الاشتراك ، تكون الكتلة والوزن مترادفين ، إلا إذا كنت تجري التجربة في الفضاء.
إذا لم تطلب الدقة خلاف ذلك ، ما عليك سوى التمسك بالكثافة عند 4 درجات مئوية. إذا قمت بقياس الحجم بالوحدات المترية CGS ، فسيكون الحجم المقاس بالميليليت مساوياً للوزن (الكتلة) بالجرام. في وحدات MKS ، اضرب الحجم باللتر بمقدار 1000 للحصول على الوزن بالكيلوغرام. إذا كنت تستخدم وحدات إمبراطورية ، فاضرب الحجم في cu.ft. من 62.42 للحصول على الوزن بالجنيه. إذا قمت بقياس حجم الأوقية ، غالون أو ياردة مكعبة ، استخدم عوامل التحويل التالية: