Как определить плотность воды

Вода является одним из ключевых соединений на земле. Многие ученые считают, что в ней зародилась жизнь. Она уникальна. Например, это единственная жидкость, которая сжимается при понижение температура, а это очень важная особенность. Некоторые ее свойства являются аномальными. Значения теплоемкости, поверхностного натяжения, вязкости поражают. Одно из интереснейших особенностей наблюдается в изменение плотности.

Вам понадобится

• Справочник физических величин, калькулятор.

Инструкция

1. Итак, всем давно не секрет, что плотность вещества, будь то жидкость или твердое агрегатное состояние, можно вычислить, как масса деленная на объем. То есть, для того, чтобы экспериментально определить плотность обыкновенной жидкой воды, нужно:1) Взять мерный цилиндр, взвесить его.
   2) Налить в него воду, зафиксировать занимаемый ею объем.
   3) Взвесить цилиндр с водой.
   4) Высчитать разность масс, получив при этом массу воды.
   5) Рассчитать плотность по известной формуле
2. Однако ученые заметили, что значения плотности отличаются при разных температурах. Но самое удивительное то, по какому закону происходит изменение. До сих пор над этим феноменом ломают голову ученые всего мира. Ни кто не может разгадать тайну, и ответить на вопрос: "Почему значение плотности при нагревание от 0 до 3,98 увеличивается, а после 3,98 уменьшается?" Пару лет назад японский физик Масакадзу Мацумото предположил модель строения молекул воды. Согласно этой теории, в воде образуются некие многоугольные микрообразования - витриты, которые в свою очередь, преобладают над явлением удлинения водородных связей и сжимают молекулы воды. Однако, эта теория до сих пор не подтверждена экспериментально. График зависимости плотности от температуры представлен ниже. Чтобы воспользоваться им нужно:1) Найти нужное вам значение температуры на соответствующей оси.
   2) Опустить перпендикуляр на график. Отметить точку пересечения прямой и функции.
   3) Из получившейся точки провести линию, параллельную оси температуры, на ось плотности. Точка пересечения и есть искомая величина.Пример: Пусть температура воды 4 градусам, тогда плотность, после построения, оказывается равной 1 г/см^3. Оба эти значения являются приближенными.
   
3. Для определения более точного значения плотности, нужно воспользоваться таблицей. Если там нет данных при нужном вам значение температуры, то: 1) Найдите значения, между которыми находится искомое. Для лучшего понимания, рассмотрим сразу на примере. Пусть нужна плотность воды при температуре 65 градусов. Она находится между 60 и 70.
   2) Начертите координатную плоскость. Задайте ось абсциссы как температуру, ось ординат, как плотность. Отметить на графике известные вам точки (А и B). Соедините их прямой.
   3) Опустите перпендикуляр из нужного вам значения температуры на отрезок полученный выше, отметьте ее как точка С.
   4) Отметьте точки D, E, F, как показано на графике.
   5) Теперь четко видно, что треугольники ADB и AFC являются подобными. Тогда справедливо соотношение:
   AD/AF=DB/EF, следовательно:
   (0,98318-0,97771)/(0,98318-х)=(70-60)/(65-60);
   0,00547/(0,98318-х)=2
   1,96636-2х=0,00547
   х=0,980445
   Соответственно плотность воды при 65 градусах равняется 0,980445 г/см^3
   Данный метод нахождения значения, называется методом интерполяции.