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通常、シリンダーや立方体などの規則的な形状の容器内の液体の体積を計算するのはかなり簡単です。あなたがしなければならないのは、適切な数学の方程式を使用してコンテナの容量を計算し、液体のレベルを測定し、必要な調整を行うことだけです。コンテナが規則的な形状を持たない場合、それはより困難であり、それらのほとんどはそれです。ただし、液体の密度がわかっていれば、課題はなくなります。容器と液体の重量を量り、容器の重量を差し引き、液体の密度を使用して答えを導き出すだけです。
TL; DR(長すぎる;読まなかった)
液体の密度がわかっている場合、その重量から液体の体積を計算できます。通常、表で密度を調べることができます。解決策がある場合、その密度を計算するために溶質と溶媒の相対比率を知る必要があります。
密度の定義
科学者は、固体、液体、または気体の密度(∂)を、単位体積(V)あたりの物質の質量(M)として定義します。数学的には、これは次のとおりです。
∂= M / V
物質の質量を測定するには、物質の重量を測定します。重量と質量は異なる量であるため、これにより混乱が生じる可能性があります。質量は物質の量の尺度であり、重量は重力の尺度です。ただし、重量と質量の両方にキログラム、グラム、またはポンドを使用するのが一般的です。これは、地球にある物体の場合、質量と重量の関係が変わらないためです。これは宇宙の物体には当てはまりませんが、宇宙で測定を行う機会を持つ科学者はほとんどいません。
液体の密度を見つける
多くの場合、テーブル内の液体の密度を調べることができます。覚えやすいものもあります。たとえば、水の密度は1 g / mlで、1,000 kg / mに相当します3、帝国単位の値は少し記憶に残りませんが、62.43 lb / cu ftです。アセトン、アルコール、ガソリンなど、他の密度も簡単に入手できます。
解決策がある場合、その密度を計算するには、溶媒と溶質の相対濃度を知る必要があります。これを決定するには、溶質を溶媒に加える前に溶質を計量します。比率がわからない場合は、密度を計算できないため、単に計量するだけでは溶液の体積を求めることはできません。
ボリュームの計算手順
容器の重量とは無関係に液体の重量を知る必要があるため、最初の容器の重量を量る間、液体を保持するために2番目の容器が必要です。
液体を注いで計量するよりも、液体を追加する前に容器を計量する方が良いです。少量の液体が容器の側面に付着する可能性があり、2番目の方法を使用すると重量の一部になります。このわずかな不正確さは、非常に少量を計量する場合に重要になる可能性があります。
液体を容器に注ぎ、容器と液体の重量を記録します。液体の重量を取得するには、コンテナの重量を引きます。
液体の密度を調べたり計算したりしてから、液体の質量を密度で割って液体の体積を求めます。
∂= M / VしたがってV = M /∂
質量と互換性のある単位で密度を表現してください。たとえば、質量をグラムで測定する場合は、密度をグラム/ミリリットルで表しますが、質量をキログラムで測定する場合は、密度をキログラム/立方メートルで表します。