Comment mesure-t-on la densité d’un matériau ? Densité de divers matériaux. Densité d'une substance : formule, définition et dépendance à la température

Instructions

Connaissant les deux valeurs ci-dessus, vous pouvez écrire la formule de calcul de la densité substance: densité = masse/volume, d'où la valeur souhaitée. Exemple. On sait qu'une banquise d'un volume de 2 mètres cubes pèse 1800 kg. Trouvez la densité de la glace. Solution : la densité est de 1 800 kg/2 mètres cubes, ce qui donne 900 kg divisés par cube. Parfois, vous devez convertir les unités de densité entre elles. Pour ne pas vous tromper, rappelez-vous : 1 g/cm3 cube équivaut à 1000 kg/m3 cube. Exemple : 5,6 g/cm3 cube est égal à 5,6*1000 = 5600 kg/m3 cube.

L'eau, comme tout liquide, ne peut pas toujours être pesée sur une balance. Mais découvre masse peut être nécessaire à la fois dans certaines industries et dans des situations quotidiennes ordinaires, depuis le calcul des réservoirs jusqu'à la décision sur la quantité de réserve. eau vous pouvez l'emporter avec vous dans un kayak ou un canot pneumatique. Afin de calculer masse eau ou tout liquide placé dans un volume particulier, vous devez tout d'abord connaître sa densité.

Tu auras besoin de

• Ustensiles de mesure
• Règle, ruban à mesurer ou tout autre appareil de mesure
• Récipient pour verser de l'eau

Instructions

Si vous devez calculer masse eau dans un petit récipient, cela peut être fait à l'aide d'une balance ordinaire. Pesez d’abord le navire avec. Versez ensuite l'eau dans un autre récipient. Après cela, pesez le récipient vide. Soustraire d'un récipient plein masse vide. Celui-ci sera contenu dans le navire eau. De cette façon, vous pouvez masse non seulement sous forme liquide, mais aussi en vrac, s'il est possible de les verser dans un autre récipient. Cette méthode peut parfois encore être observée dans certains magasins où il n’y a pas de matériel. Le vendeur pèse d'abord le pot ou la bouteille vide, puis le remplit de crème sure, le pèse à nouveau, détermine le poids de la crème sure et calcule ensuite seulement son coût.

Afin de déterminer masse eau dans un navire qui ne peut pas être pesé, vous devez connaître deux paramètres - eau(ou tout autre liquide) et le volume du récipient. Densité eau est de 1 g/ml. La densité d'un autre liquide peut être trouvée dans un tableau spécial, que l'on trouve généralement dans les ouvrages de référence.

S'il n'y a pas de verre doseur dans lequel verser l'eau, calculez le volume du récipient dans lequel elle se trouve. Le volume est toujours égal au produit de la surface de la base et de la hauteur, et avec des récipients de forme constante, il n'y a généralement aucun problème. Volume eau dans le pot sera égal à la surface de la base ronde par la hauteur remplie d'eau. En multipliant la densité ? par volume eau V, tu recevras masse eau m : m=?*V.

Vidéo sur le sujet

note

Vous pouvez déterminer la masse en connaissant la quantité d’eau et sa masse molaire. La masse molaire de l’eau est de 18 car elle est constituée des masses molaires de 2 atomes d’hydrogène et d’1 atome d’oxygène. MH2O = 2MH+MO=2 1+16=18 (g/mol). m=n*M, où m est la masse d'eau, n est la quantité, M est la masse molaire.

Toutes les substances ont une certaine densité. En fonction du volume occupé et de la masse donnée, la densité est calculée. Il est trouvé sur la base de données expérimentales et de transformations numériques. De plus, la densité dépend de nombreux facteurs différents, en raison desquels sa valeur constante change.

Instructions

Imaginez que l’on vous donne un récipient rempli d’eau à ras bord. Le problème nécessite de trouver la densité de l’eau sans connaître ni la masse ni le volume. Afin de calculer la densité, les deux paramètres doivent être trouvés expérimentalement. Commencez par déterminer la masse.
Prenez le récipient et placez-le sur la balance. Puis versez-en l'eau, puis placez à nouveau le récipient sur la même balance. Comparez les résultats de mesure et obtenez une formule pour trouver la masse d'eau :
foule.- mс.=mв., où foule. - masse du récipient avec de l'eau (masse totale), mс - masse du récipient sans eau.
La deuxième chose que vous devez trouver est de l’eau. Versez l'eau dans un récipient gradué, puis utilisez l'échelle pour déterminer le volume d'eau contenu dans le récipient. Seulement après cela, utilisez la formule pour trouver la densité de l'eau :
ρ=m/V
Cette expérience ne peut déterminer qu'approximativement la densité de l'eau. Cependant, sous l’influence de certains facteurs, c’est possible. Familiarisez-vous avec le plus important de ces facteurs.

À la température de l'eau t=4 °C, l'eau a une densité ρ=1000 kg/m^3 ou 1 g/cm^3. Lorsque cela change, la densité change également. De plus, les facteurs influençant la densité

Formules utilisées dans les problèmes de physique impliquant la densité, la masse et le volume.

La densité est égale au rapport de la masse d'un corps à son volume. La densité est indiquée par une lettre grecque ρ (ro).

EXEMPLES DE RÉSOLUTION DE PROBLÈMES

Tâche n°1. Trouver la densité du lait si 206 g de lait occupent un volume de 200 cm3 ?

Tâche n°2. Déterminer le volume d'une brique si sa masse est de 5 kg ?

Tâche n°3. Déterminer la masse d'une pièce en acier d'un volume de 120 cm3

Problème n°4. Les dimensions de deux carreaux rectangulaires sont les mêmes. Laquelle a le plus de masse si une tuile est en fonte et l’autre en acier ?

Solution: Depuis tableaux de densité des substances (voir en fin de page) on détermine que la densité de la fonte ( ρ 2 = 7000 kg/m3) inférieure à la densité de l'acier ( ρ 1 = 7800 kg/m3). Par conséquent, une unité de volume de fonte contient moins de masse qu'une unité de volume d'acier, puisque plus la densité d'une substance est faible, moins sa masse est grande si les volumes des corps sont les mêmes.

Problème n°5. Déterminer la densité de la craie si la masse d'un morceau de celle-ci d'un volume de 20 cm 3 est égale à 48 g. Exprimez cette densité en kg/m 3 et en g/cm 3.

Répondre: Densité de craie 2,4 g/cm3, ou 2400 kg/m3.

Tâche n°6. Quelle est la masse d'une poutre en chêne d'une longueur de 5 m et d'une section transversale de 0,04 m 2 ?

RÉPONDRE: 160 kg.

SOLUTION. A partir de la formule de densité, nous obtenons m = p V. En tenant compte du fait que le volume de la poutre V = S je, on a: m = pS je.

On calcule : m = 800 kg/m 3 0,04 m 2 5 m = 160 kg.

Tâche n°7. Un bloc dont la masse est de 21,6 g a des dimensions de 4 x 2,5 x 0,8 cm. Déterminez de quelle substance il est fait.

RÉPONDRE: La barre est en aluminium.

Tâche n°8 (difficulté accrue). Un cube de cuivre creux avec une longueur d'arête a = 6 cm a une masse m = 810 g. Quelle est l'épaisseur des parois du cube ?

RÉPONDRE: 5 mm.

SOLUTION : Volume du cube VK = a 3 = 216 cm 3. Volume du mur VC peut être calculé en connaissant la masse du cube mK et densité du cuivre R.: V C = m K / r = 91 cm 3. Donc le volume de la cavité V P = V K - V C = 125 cm 3. Parce que le 125 cm3 = (5 cm)3, la cavité est un cube de longueur d'arête b = 5 cm. Il s'ensuit que l'épaisseur des parois du cube est égale à (a-b)/2 = (6 – 5)/2 = 0,5 cm.

Problème n°9 (niveau Olympiade). La masse d'un tube à essai contenant de l'eau est de 50 g. La masse du même tube à essai rempli d'eau, mais contenant un morceau de métal pesant 12 g, est de 60,5 g. Déterminez la densité du métal placé dans le tube à essai.

RÉPONDRE: 8000 kg/m3

SOLUTION : Si une partie de l'eau du tube à essai ne s'était pas écoulée, alors dans ce cas, la masse totale du tube à essai, de l'eau et d'un morceau de métal qu'il contient serait égale à 50 g + 12 g = 62 g. Aux conditions du problème, la masse d'eau dans un tube à essai contenant un morceau de métal est égale à 60,5 g. Par conséquent, la masse d'eau déplacée par le métal est égale à 1,5 g, soit 1/. 8 de la masse du morceau de métal. Ainsi, la densité du métal est 8 fois supérieure à la densité de l’eau.

Problèmes de densité, de masse et de volume avec solutions. Tableau de densité des substances.

Dans l'industrie et l'agriculture, il est nécessaire de connaître la densité des substances utilisées, par exemple, la masse et le volume du béton sont calculés par les bétonniers en fonction de sa densité lors du coulage des fondations, des colonnes, des murs, des supports de ponts, des pentes, des barrages. , etc. La densité d'une substance est une grandeur physique qui caractérise le poids corporel divisé par son volume.

On suppose que le corps est continu, sans vides ni mélanges d'autres substances. Cette valeur pour diverses substances est reflétée dans les tableaux de référence. Mais il est intéressant de savoir comment ces tableaux sont remplis, comment est déterminée la densité des substances inconnues. Les moyens les plus simples de déterminer la densité des substances :

Pour les liquides à l'aide d'un densimètre ;

Pour les liquides et les solides en mesurant le volume et la masse et en calculant à l'aide de la formule.

Parfois, en raison de la forme irrégulière des corps ou de leur grande taille, il est difficile, voire impossible, de déterminer leur volume à l'aide d'une règle ou d'un bécher. La question se pose alors : comment déterminer leur densité sans recourir à la mesure du volume, ou n'est-il pas possible de déterminer la masse d'une substance ?

But du travail : Résoudre des problèmes expérimentaux pour déterminer la densité de diverses substances.

Objectifs : 1) Étudier différentes méthodes de détermination de la densité d'une substance décrites dans la littérature

2) Mesurer la densité de certaines substances à l'aide des méthodes proposées dans la littérature et estimer les limites d'erreur de chaque méthode

3) Déterminer la densité de la substance inconnue en fonction des méthodes identifiées.

4) Présenter sous forme de tableaux la densité des solutions de sel, sucre et

4 sulfate de cuivre de différentes concentrations.

Matériels et méthodes de recherche : La recherche a été réalisée avec des substances courantes : solution saline à 10 %, solution de sulfate de cuivre à 10 %, eau, aluminium, acier, etc. Pour les mesures, des instruments de 4ème classe de précision ont été utilisés : une balance avec poids, un densimètre , des vases communicants issus d'un manomètre de liquide, ainsi qu'un ensemble de corps calorimétriques. Les expériences ont été réalisées à température ambiante (20-250C), dans un bâtiment scolaire, dans une salle de physique.

5 11. 3. Détermination de la densité du liquide a) Méthode de pesée d'un corps dans l'air et d'un liquide inconnu

Objectif : Déterminer la densité du liquide (solution de sulfate de cuivre). La densité ρ0 de l’eau est de 1000 kg/m.

Instruments : Dynamomètre, fil, récipient contenant de l'eau, récipient contenant un liquide inconnu, corps d'un ensemble de corps calorimétriques.

Progression : A l'aide d'un dynamomètre, on détermine le poids du corps dans l'air (P1), dans l'eau (P2) et dans un liquide inconnu (P3).

FA=ρgV - force

Archimède La force d'Archimède agissant sur un corps dans l'eau est égale à

FA=P1-P2, et dans un liquide inconnu :

D'après la loi d'Archimède, on écrit

P1-P2=ρ0Vg, (1)

En résolvant le système d'équations (1) et (2), nous trouvons la densité du liquide inconnu :

ρ=(P1-P3)/Vg, V=(P1-P2)/ρ0g, ρ=(P1-P3/P1-P2)ρ0.

ρ= (1H-0,6H/1H-0,7H)1000 kg/m3 = 400H kg/m3/0,3H=1333.(3) kg/m3 b) Méthode de comparaison avec la densité de l'eau

Matériel : Vases communicants constitués de tubes en verre (avec échelle), tube en caoutchouc, bécher, pipette, flacons (ou bocaux en verre) contenant divers liquides.

Avancement des travaux : 1. Mettez un élastique à une extrémité des vases communicants.

6 tube (après avoir serré le dernier pour que l'air ne rentre pas dans les vases communicants par celui-ci).

2. A l'aide d'une pipette, le liquide à tester est versé dans des vases communicants (jusqu'à un certain niveau).

3. Versez (jusqu'à un certain niveau) de l'eau distillée dans le bécher.

4. L'extrémité libre du tube en caoutchouc est immergée (jusqu'au fond) dans un bécher (Fig. 1). Dans ce cas, le niveau de liquide dans les coudes des vases communicants va changer (soit h1 la différence de niveau dans les coudes)

5. Le liquide à tester est vidé du vase communicant et de l'eau distillée est versée à sa place jusqu'au niveau précédent.

6. Après avoir versé de l'eau du bécher, versez-y le liquide d'essai jusqu'au niveau précédent.

7. Plongez à nouveau l'extrémité libre du tube en caoutchouc dans le bécher et recherchez à nouveau la différence de niveau.

Puisque la hauteur du niveau de liquide est inversement proportionnelle à sa densité, on peut écrire : h1/h2 = ρx/ρв, ou ρВ=h2ρВ/h1, où ρВ et ρX sont respectivement les densités de l'eau distillée et du liquide étudié. .

h1= 3,5 cm h2= 5 cm

ρX= 5 cm / 3,5 cm 1000 kg/m3 = 1428 kg/m3

Ainsi, connaissant la densité du liquide, nous pouvons savoir quel type de liquide nous avons étudié. Dans ce cas, il s'agit de sulfate de cuivre.

7 2. Détermination de la densité d'un solide a) Méthode de pesée d'un échantillon dans l'air et l'eau

Matériel : Balance avec poids, un verre de 0,5 litre, des fils et morceaux de fil, des échantillons pour tester (morceaux d'aluminium, étain, granit, bois, plaque de plexiglas, liège).

Méthode d'exécution des travaux : La méthode proposée permet de déterminer la densité de toute substance (ayant une densité supérieure ou inférieure à celle de l'eau) en pesant un échantillon dans l'air et l'eau.

Soit m1 la masse du corps étudié. Alors son poids dans l’air peut être trouvé comme ceci :

Р = m1g, (1) où g est l'accélération de la chute libre. Immergé dans l'eau, ce corps a du poids

Ici FA est la force d'Archimède :

(V est le volume d'eau déplacé par le corps, ρB est sa densité).

En équilibrant la balance, on obtient :

P2=m2g, (4) où ta est la masse des poids qui doivent être placés sur le plateau gauche pour équilibrer la balance. De (1) - (4) on obtient : m2=m1-ρвV (5)

Puisque le volume V est égal au volume d’un corps immergé dans l’eau, on peut écrire :

V=m1/ρx (6) où ρx est la densité de la substance qui constitue le corps étudié. De (5) et (6) on trouve :

ρx=m1/(m1-m2)ρв (7)

Demande de service:

/. La densité des corps étudiés est supérieure à la densité de l'eau.

1. Déterminez la masse m1 du corps étudié.

2. Attachez le corps étudié avec un fil au plateau gauche de la balance et abaissez-le dans un verre d'eau (jusqu'à ce qu'il soit complètement immergé).

3. Les poids de masse m2 nécessaires à l'équilibre de la balance sont placés sur la même coupelle.

4. À l'aide de la formule (7), la densité ρx du corps étudié est déterminée. Les résultats des mesures sont enregistrés dans le tableau 1.

Tableau 1

Substance m1, 10-3 m2, 10-3 ρx, 103 ρy, 103 ε, %

kg kg kg m-3 kg m-3

Aluminium 21,85 13,65 2,664 2,698 1,2

Étain 62,4 53,85 7,2982 7,298 0,003

Granit 17,35 10,75 2,628 2, 5-3 5

Plexiglas 3,75 0,75 1,23 1,18 4,2

Oui. La densité des corps étudiés est inférieure à la densité de l'eau.

1. Mesurez la masse m1 du corps étudié.

2. Le corps est fixé rigidement au plateau gauche de la balance à l'aide de trois morceaux de fil de cuivre (0,5 à 0,7 mm de diamètre ; deux morceaux de 10 à 15 cm de long, un de 30 à 35 cm). Pour ce faire, leurs extrémités sont torsadées en un faisceau dans lequel une aiguille en acier (ou un morceau de fil rigide et pointu) est fixée, et les extrémités supérieures des fils courts sont fixées aux saillies de la coupelle à écailles (Fig. 2).

Équilibrez la balance. Ensuite, le corps étudié est épinglé sur une aiguille.

3. Le corps est complètement immergé dans l'eau et des poids de masse m2 sont ajoutés au plateau gauche de la balance et l'équilibre est atteint. D'après la formule

ρx=m1/(m1+m2)ρx trouve la densité du corps étudié. Les résultats des mesures sont enregistrés dans le tableau 2.

Tableau 2

substance m3.10-3 m2.10-3 kg pх, 103 kgm-3 ρy, tableau. ε,%

Bois de liège 3,7 22,5 0,14 0,2 30

20 25 0,44 0,45 2,2 b) Méthode basée sur les conditions de flottaison des corps.

Matériel : un morceau de pâte à modeler, un récipient cylindrique avec de l'eau

(ρ = 1 g/cm3), règle.

Avancement du travail : 1. Nous plongeons un morceau de pâte à modeler dans un récipient avec de l'eau et mesurons avec une règle les changements du niveau h1 du liquide dans le récipient.

2. Nous fabriquons un « bateau » à partir de pâte à modeler et le laissons flotter dans un récipient rempli d'eau. On mesure à nouveau l'évolution du niveau h2 du liquide.

3. Trouvez la densité de la pâte à modeler à l'aide de la formule :

ρlayer = mlayer/Vlayer = ρSh2 / Sh1 = ρВh2/h1

ρcouche = ρВh2/h1 h1 = 2mm h2 = 4mm

ρplaste =1000 kg/m3 4mm / 2mm = 2000 kg/m3

Déterminer la densité d'une substance inconnue

Objectif : Déterminer la densité de la substance inconnue X à l’état solide. La substance X ne se dissout pas dans l'eau et n'entre pas en réaction chimique avec elle.

Équipement : Bécher en verre avec de l'eau, tube à essai, règle de mesure, substance inconnue X sous forme de petits morceaux.

Avancement du travail : Tout d'abord, nous plaçons uniquement la substance inconnue X dans le tube à essai et notons la profondeur H d'immersion du tube à essai. Ensuite, nous retirons la substance X du tube à essai et versons suffisamment d'eau pour que la profondeur d'immersion de H dans la deuxième expérience soit exactement la même que dans la première expérience. Dans ce cas, la masse d'eau mв dans le tube à essai dans la deuxième expérience est égale à la masse mх de la substance inconnue dans la première expérience : mв = mX

La densité ρX d'une substance X peut être calculée en utilisant l'égalité ρX = mX/VX = mB/VX Pour réduire les erreurs de mesure possibles lors de la détermination de la profondeur H d'un tube à essai, nous utiliserons la technique suivante.

Versez suffisamment d'eau dans le verre pour que son niveau soit à environ 1 cm en dessous du bord. En chargeant le tube à essai avec une substance inconnue X par petites portions, on obtiendra une profondeur d'immersion telle que le bord supérieur du tube à essai soit au niveau du bord supérieur du récipient. Cette position du tube à essai peut être déterminée avec une grande précision à l'aide d'une règle placée au dessus du verre.

Après avoir remplacé la substance inconnue par de l'eau, nous obtiendrons exactement la même profondeur d'immersion du tube à essai en y ajoutant progressivement de l'eau.

Mesurons la hauteur h1 du niveau d'eau dans le tube à essai. Le volume d'eau dans le tube à essai est

VВ= Sh1, où S est la section transversale interne du tube à essai. Abaissons la substance inconnue utilisée plus tôt dans l'expérience dans un tube à essai avec de l'eau et mesurons la hauteur du niveau d'eau h2 à l'intérieur. Le volume de la substance Vx peut être exprimé par l'aire S de la section transversale interne du tube à essai et la variation de la hauteur du niveau d'eau h2 - h1 dans le tube à essai lorsque la substance est plongée dans l'eau :

La densité de matière ρX est égale à

ρX = mX/VX = mВ/VX = ρВВВ/VX=ρВSh1/(S(h2-h1)),

ρX = ρВh1/(h2-h1).

h1 =3. 3 cm h2= 3,8 cm

ρX = 1000kg/m3

ρX =1000kg/m3 3,3 cm/(3,8 cm-3,3 cm) = 3,3 cm

1 000 kg/m3 / 0,5 cm = 6,6 cm 1 000 kg/m3 = 6 600 kg/m3

En comparant notre résultat avec les données tabulaires, nous pouvons supposer que la substance inconnue est le zinc.

Détermination de la densité de liquides de différentes concentrations

Objectif : Déterminer les densités de solutions de sel, de sucre et de sulfate de cuivre de différentes concentrations. Créez des tableaux basés sur les données obtenues. Matériel : Balance avec poids, tube à essai (250 ml), gobelet en aluminium.

Substances : Sucre, sel, sulfate de cuivre. Avancement des travaux : a) Solution saline

Afin d'obtenir une solution avec différentes concentrations, vous devez ajouter une cuillère à café (5,6 g) de sel à l'eau. Après chaque cuillère, vous devez mesurer le poids et le volume de la solution obtenue, en tenant compte du fait que m verre = 44,75 g.

Dans les laboratoires de chimie, il est très souvent nécessaire de déterminer la densité. Dans la littérature des années précédentes et dans les ouvrages de référence d'anciennes publications, des tableaux des densités spécifiques des solutions et des solides sont donnés. Cette quantité a été utilisée à la place de la densité, qui est l'une des grandeurs physiques les plus importantes caractérisant les propriétés d'une substance.

La densité d'une substance est le rapport entre la masse d'un corps et son volume :

La densité d’une substance est donc exprimée * en g/cm3. La densité y est le rapport entre le poids (gravité) d'une substance et son volume :

La densité et la densité d'une substance sont dans la même relation que la masse et le poids, c'est-à-dire

où g est la valeur locale de l’accélération due à la gravité lors d’une chute libre. Ainsi, les dimensions de densité "(g/cm2 sec2) et de densité (g/cm3), ainsi que leurs valeurs numériques exprimées dans le même système d'unités, diffèrent les unes des autres*.

La densité d'un corps ne dépend pas de son emplacement sur Terre, tandis que sa gravité spécifique varie en fonction de l'endroit sur Terre où il est mesuré.

Dans certains cas, ils préfèrent utiliser ce qu'on appelle la densité relative, qui est le rapport entre la densité d'une substance donnée et la densité d'une autre substance dans certaines conditions. La densité relative est exprimée sous forme de nombre abstrait.

La densité relative d des substances liquides et solides est généralement déterminée par rapport à la densité de l'eau distillée :

Il va de soi que p et pb doivent être exprimés dans les mêmes unités.

La densité relative d peut également être exprimée comme le rapport entre la masse d'une substance prélevée et la masse d'eau distillée prélevée dans le même volume que la substance, dans certaines conditions constantes.

Étant donné que les valeurs numériques de la densité relative et de la densité relative dans les conditions constantes spécifiées sont les mêmes, vous pouvez utiliser les tableaux de densité relative dans les ouvrages de référence de la même manière que s'il s'agissait de tableaux de densité.

La densité relative est une valeur constante pour chaque substance chimiquement homogène et pour les solutions à une température donnée. Par conséquent, selon

* Dans certains cas, la densité est exprimée en g/ml. La différence entre les valeurs numériques de densité exprimées en g/cm3 et en g/ml est très faible. Il ne faut en tenir compte que lorsque l’on travaille avec une extrême précision.

Par conséquent, dans de nombreux cas, la densité relative peut être utilisée pour juger de la concentration d’une substance dans une solution.

* Dans le système technique d'unités (MKXCC). dans laquelle l'unité de base n'est pas une unité de masse, mais une unité de force - kilogramme-force (kg ou kgf), la densité est exprimée en kg/m3 ou G/cm3. Il convient de noter que les valeurs numériques de la densité, mesurée en G/cm3, et de la densité, mesurée en g/cm3, sont les mêmes, ce qui provoque souvent une confusion dans les concepts de « densité » et de « densité ».

En règle générale, la densité d'une solution augmente avec l'augmentation de la concentration du soluté (si le soluté lui-même a une densité supérieure à celle du solvant). Mais il existe des substances pour lesquelles l'augmentation de la densité avec une concentration croissante ne va que jusqu'à une certaine limite, après quoi la densité diminue avec une concentration croissante.

Par exemple, l'acide sulfurique a la densité la plus élevée de 1,8415 à une concentration de 97,35 %. Une nouvelle augmentation de la concentration s'accompagne d'une diminution de la densité jusqu'à 1,8315, ce qui correspond à 99,31 %.

L'acide acétique a une densité maximale à une concentration de 77 à 79 %, et l'acide acétique à 100 % a la même densité que 41 %.

Densité relative dépend de la température à laquelle il est déterminé. C'est pourquoi ils indiquent toujours la température à laquelle la détermination a été effectuée et la température de l'eau (volume pris comme unité). Dans les ouvrages de référence, cela est indiqué à l'aide d'index appropriés, par exemple eft ; la désignation donnée indique que la densité relative a été déterminée à une température de 2O0C et que la densité de l'eau à une température de 4°C a été prise comme unité de comparaison. Il existe également d'autres indices indiquant les conditions dans lesquelles la densité relative a été déterminée. , par exemple R4 Ul, etc.

L'évolution de la densité relative de l'acide sulfurique à 90 % en fonction de la température ambiante est donnée ci-dessous :

La densité relative diminue avec l'augmentation de la température et augmente avec la diminution de la température.

Lors de la détermination de la densité relative, il est nécessaire de noter la température à laquelle elle a été réalisée et de comparer les valeurs obtenues avec les données tabulaires déterminées à la même température.

Si la mesure n'a pas été effectuée à la température indiquée dans l'ouvrage de référence, alors. une correction est introduite, calculée comme la variation moyenne de la densité relative par degré. Par exemple, si dans l'intervalle entre 15 et 20 0C la densité relative de l'acide sulfurique à 90 % diminue de 1,8198-1,8144 = 0,0054, alors en moyenne nous pouvons supposer qu'avec un changement de température de 1 0C (au-dessus de 15 0C) la densité relative diminue par 0,0054 : 5 ​​= 0,0011.

Ainsi, si la détermination est effectuée à 18 0C, alors la densité relative de la solution spécifiée doit être égale à :

Cependant, pour introduire une correction de température dans la densité relative, il est plus pratique d'utiliser le nomogramme ci-dessous (Fig. 488). Ce nomogramme permet en outre à la densité relative connue, calculée à une température standard de 20°C, de déterminer approximativement la densité relative à d'autres températures, ce qui peut parfois être nécessaire. La densité relative des liquides peut être déterminée à l'aide de . hydromètres, pycnomètres, balances spéciales, etc.

Détermination de la densité relative à l'aide d'hydromètres.

Pour déterminer rapidement la densité relative d'un liquide, des hydromètres sont utilisés (Fig. 489). Il s'agit d'un tube de verre (Fig. 489, a), se dilatant au fond et ayant à son extrémité un réservoir en verre rempli de grenaille ou d'une masse spéciale (moins souvent - du mercure). Dans la partie supérieure étroite de l'hydromètre se trouve une échelle avec des divisions. Plus la densité relative du liquide est faible, plus l'hydromètre s'y enfonce profondément. Ainsi, sur son échelle, la plus petite valeur de densité relative pouvant être déterminée par cet hydromètre est indiquée en haut, et la plus grande en bas. Par exemple, pour les densimètres pour liquides de densité relative inférieure à un, la valeur inférieure est de 1,000, supérieure à 0,990, voire supérieure à 0,980, etc.

Les espaces entre les nombres sont divisés en divisions plus petites, ce qui permet de déterminer la densité relative avec une précision de la troisième décimale. Pour les hydromètres les plus précis, l'échelle couvre les valeurs de densité relative comprises entre 0,2 et 0,4 unités (par exemple, pour déterminer la densité de 1 000 à 1 200, de 1 200 à 1 400, etc.). De tels hydromètres sont généralement vendus sous forme de kits, qui permettent de déterminer la densité relative sur une large plage.

Nomogramme pour introduire la correction de température

Parfois, les hydromètres sont équipés de thermomètres (Fig. 489.6), ce qui permet de mesurer simultanément la température à laquelle la détermination est effectuée. Pour déterminer la densité relative à l'aide d'un densimètre, le liquide est versé dans un cylindre en verre (Fig. 490) d'une capacité d'au moins 0,5 litre, de forme similaire à celle du cylindre de mesure, mais sans bec verseur ni divisions. La taille du cylindre doit correspondre à la taille de l'hydromètre. Vous ne devez pas verser de liquide dans le cylindre jusqu'au bord, car lorsque l'hydromètre est immergé, le liquide pourrait déborder. Cela peut même être dangereux lors de la mesure de la densité d'acides concentrés ou d'alcalis concentrés, etc. Par conséquent, le niveau de liquide dans le cylindre doit être plusieurs centimètres en dessous du bord du cylindre.

Parfois, le cylindre permettant de déterminer la densité comporte une rainure en haut, située de manière concentrique, de sorte que si le liquide déborde lorsque l'hydromètre est immergé, il ne se répandra pas sur la table.

Pour déterminer la densité relative, il existe des instruments spéciaux qui maintiennent un niveau constant de liquide dans le cylindre. Un schéma de l'un de ces appareils est présenté sur la Fig. 491. Il s'agit d'un cylindre 2, qui comporte un tube de sortie 3 à une certaine hauteur pour évacuer le liquide déplacé par l'hydromètre lorsqu'il est immergé dans le liquide. Le liquide déplacé pénètre dans le tube 4, qui comporte un robinet 5, à travers lequel le liquide peut être évacué. Le cylindre peut être rempli avec le liquide d'essai à travers un tube d'égalisation /, qui présente une extension cylindrique dans la partie supérieure.

§ 9. Quelle est la densité de la matière ?

Que veulent-ils dire lorsqu’ils disent : lourd comme du plomb ou léger comme des plumes ? Il est clair qu'un grain de plomb sera léger, et en même temps, une montagne de peluches aura une masse assez importante. Ceux qui utilisent de telles comparaisons ne parlent pas de la masse des corps, mais d'une autre caractéristique.

Souvent, dans la vie, on trouve des corps qui ont le même volume mais des masses différentes. Par exemple, une tomate et une petite boule. Et le magasin propose un large choix de produits de masse égale mais de volume différent, par exemple un paquet de beurre et un paquet de bâtonnets de maïs. Il s'ensuit que les corps de masse égale peuvent avoir des volumes différents et que les corps de même volume peuvent différer en masse. Cela signifie qu’il existe une certaine quantité physique qui relie ces deux caractéristiques. Cette quantité s'appelait densité (indiqué par la lettre de l'alphabet grec ρ - rho).

La densité est une grandeur physique numériquement égale à la masse de 1 cm3 d'une substance. Unité de densité kg/m3 ou g/cm3. Ainsi, la densité d'une substance ne change pas dans des conditions constantes et ne dépend pas du volume du corps.

Il existe plusieurs façons de déterminer la densité d'une substance. L'une de ces méthodes consiste à déterminer la masse d'une substance en pesant et en mesurant le volume qu'elle occupe. À l'aide des valeurs obtenues, vous pouvez calculer la densité en divisant la masse du corps par son volume.

Masse corporelle T

Densité = ----- ou ρ = --

Volume corporel V

Il n’est pas toujours nécessaire de calculer la densité d’une substance. Ainsi, pour mesurer la densité d'un liquide, il existe un appareil - hydromètre. Il est immergé dans un liquide En fonction de la densité du liquide, l'hydromètre y est immergé à différentes profondeurs.

Connaissant la densité de la substance et le volume du corps, vous pouvez calculer la masse du corps et vous passer de balance, t = V* ρ

Connaissant la densité d’une substance et la masse d’un corps, il est facile de calculer son volume.

V=m/ρ

Ceci est très pratique lorsque la forme du corps étudié est complexe, par exemple une coquille d'escargot ou un fragment de minéral.

Un peu d'histoire. C'est ainsi que le célèbre Archimède a surpris en erreur le bijoutier de Syracuse, qui a fabriqué une couronne non en or pur pour le roi Héron 250 ans avant JC. La densité du matériau corona s’est avérée inférieure à la densité de l’or. Le bijoutier n'avait aucune idée de la révélation, car la forme de la couronne était incroyablement complexe.

Les densités de différentes substances sont déterminées et inscrites dans des tableaux spéciaux. Vous disposez d’un tel tableau dans votre cahier d’atelier à la page 22.

D'après le tableau donné dans le cahier d'atelier, il ressort clairement que les substances à l'état gazeux ont la densité la plus faible ; les plus grandes substances à l'état solide. Cela s'explique par le fait que les molécules des gaz sont éloignées les unes des autres et que les molécules des solides sont proches. Par conséquent, la densité d’une substance est liée à la proximité ou à la distance des molécules. Et les molécules des différentes substances elles-mêmes diffèrent à la fois par leur masse et leur taille.

Différentes substances ont des densités différentes, qui dépendent de la masse et de la taille des molécules, ainsi que de leur position relative. La densité d'une substance peut être calculée en connaissant sa masse et son volume corporel. Pour mesurer la densité des liquides, il existe un densimètre et des tableaux spéciaux ont été établis pour déterminer la densité de diverses substances.

Densimètre * Densité des substances

Testez vos connaissances

1. Quelle quantité physique est appelée densité de matière ?

2. Quelles quantités devez-vous connaître pour calculer la densité d’une substance ?

3. Quel appareil peut déterminer la densité d’un liquide ? Comment est-il construit ?

4. À l'aide du tableau de densité des substances, déterminez la densité de : l'aluminium, l'eau distillée, le miel.

5. À l'aide du tableau de densité de la substance, nommez :

a) la substance ayant la densité la plus élevée ;

b) avec la densité la plus faible ;

c) avec une densité supérieure à celle de l'eau distillée.

b. Dans la nature, des substances de densités différentes interagissent souvent. À l’aide du tableau des densités des substances, expliquez pourquoi :

a) la glace est toujours située à la surface de l'eau ;

b) un film d'essence flotte à la surface d'une flaque d'eau ;

c) est-il plus facile pour une personne de nager dans l'eau de mer que dans l'eau douce ?