如何精确测量水的体积

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  灵侠520 2013-11-11 00:00:00

  一、盐水密度的测量 测量盐水的密度时，学生Z容易犯的错误是：先用天平测量烧杯的质量m1，再测量烧杯和盐水的质量m2，将烧杯中的盐水倒入量筒，测出盐水的体积V，即可得盐水的密度ρ= m/V=( m2－m1)/V。 上述错误的结果是造成了盐水质量和体积的不对应。这是因为将烧杯中的盐水倒入量筒时，由于分子引力产生的浸润现象，会有盐水或多或少地附着在烧杯壁上，导致进入量筒的盐水质量小于测量的质量( m2－m1)，进而导致盐水的密度ρ= m/V=( m2－m1)/V小于实际盐水密度。 为避免由于方法本身缺陷造成的误差，故我们通常采用先测量烧杯和盐水的质量m1，再将烧杯中的盐水适量倒入量筒，测出烧杯和剩余盐水质量m2，以及量筒中盐水的体积V，即可求得盐水的密度ρ= m/V=( m1－m2)/V。 学生操作时，往往会小心翼翼地贴着量筒壁往下倒盐水，这样会有一些盐水附着在量筒壁上，仍会造成盐水质量和体积的不对应；此外，适量盐水倒入量筒，就是要使盐水面与量筒的整刻度线相平，便于计算，且能提高测量精确度。但如何能确保呢？若多倒了，再往烧杯里倒，不是又有盐水附着在量筒壁上吗？怎样妥善解决这些问题呢？在实验和思考过程中，我们指导学生分为两步：将烧杯中的盐水倒入量筒时，应尽量沿量筒中间倒，这里不存在发生化学反应问题，可与化学实验加以区别；为避免盐水倒入超量，可先倒少一些，然后用滴管加入，直到水面与整刻度线相平。讲清楚后，让大家再试一试，同学们都露出了满意的笑脸。 二、不规则固体密度的测量 1．普通不规则石块密度的测量 对普通不规则石块密度的测量，我们都是用天平先测量石块的质量m，再采用排水法测量石块的体积V；即测出量筒中水的体积V1后，将天平托盘里的石块放入量筒，测出量筒中水与石块的体积和V2，则V2相对于V1的增加量是石块排水所致，即石块的体积V= V2－ V1。于是，石块的密度可迎刃而解，即ρ= m/V=m/ (V2－ V1)。 2．火山岩、吸水石类标本石块密度的测量 假山盆景以其优美的造型和挺拔、伟岸的雄姿，给人以奋发向上的激励和勃勃生机，无论在公园，还是在居家客厅，都深受人们的喜爱。需要引起我们注意的是：对火山岩、制作假山盆景的吸水石类标本石块密度的测量，则不可再套用对普通不规则石块密度的测量方法。原因是：此类石块由于石质相对疏松，吸水能力强，且吸水后体积几乎不变。若再套用前述方法测量，石块放入量筒后，因其吸水，会导致水面下降，且时间越长，越明显。若仍用V= V2－ V1作为石块体积，将比石块体积的真实值小很多，测出的密度值亦明显偏大。故正确的测量方法是：用天平先测量吸水石类石块的质量m，“投其所好”地将其置于有水的烧杯中吸水，测出量筒中水的体积V1后，将吸水石块甩一下再放入量筒，再测出量筒中水与石块的体积之和V2，利用密度公式ρ= m/V=m/ (V2－ V1)可准确求得吸水石的密度。 3．大豆密度的测量 如何测量大豆的密度，对于这个问题，城市的孩子由于没有生活经历，往往错认为也应像火山岩、吸水石类标本石块密度的测量那样，以致闹出了在测量大豆的质量后，再把大豆放在水里泡足，倒入量筒，测出大豆排开水的体积V= V2－V1，利用密度公式ρ= m/V=m/ (V2－V1)求得密度的笑话。这里犯了Z不该犯的大忌，因为大豆放在水里泡后，其体积会增大，通常水大豆的密度要比干大豆的密度小。我们在测量大豆密度时，不但不能泡，而且动作要尽可能地快，以便提高测量的精确度。当然，如果把大豆倒入量筒时，产生气泡，要摇晃一下，把空气排出，以免因体积增大而使测量结果偏小。 4．体积较大固体密度的测量 若固体体积较大，测量质量m后，不能放入量筒，可将烧杯中放满水，在将物体缓慢放入烧杯的同时，应将量筒对接从烧杯溢水口溢出的水，此时量筒里的水体积即为物体体积V，利用密度公式ρ= m/V可求得该物体的密度。 5．密度小于水的不规则固体密度的测量 至于密度小于水的不规则固体密度的测量，在测量其质量m后，则可用牙签“压入法”，也可用大密度固体 “捆绑法”，测出其排开的水体积即为物体体积V，再利用密度公式ρ= m/V，可求得该物体的密度。

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