小明想測(cè)量大米的密度,但由于大米容易吸水,導(dǎo)致體積明顯變化,因此用排水的方法測(cè)量大米的體積是不合理的.于是小明進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)和思考.
實(shí)驗(yàn)一:按圖甲和圖乙的方法分別測(cè)量大米的質(zhì)量和體積,由此計(jì)算出大米的密度.
(1)使用托盤天平稱取5克大米.稱量過程中發(fā)現(xiàn)天平指針偏向右邊(如圖甲),接下來小明應(yīng)如何操作?
向左盤中添加大米直至天平平衡
向左盤中添加大米直至天平平衡
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(2)由于米粒間存在較大間隙,按圖乙的方式用量簡(jiǎn)直接測(cè)量大米體積,則會(huì)導(dǎo)致測(cè)得的體積值偏
大
大
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小明思考:能否用排空氣的方法測(cè)量大米的體積呢?他設(shè)想將大米與空氣密封在一個(gè)注射器內(nèi),只要測(cè)出注射器內(nèi)空氣和大米的總體積及空氣的體積,其差值就是大米的體積.但如何測(cè)出空氣的體積呢?
查閱資料得知:溫度不變時(shí),一定質(zhì)量氣體的體積與其壓強(qiáng)的乘積是定值.于是進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)二:稱取5克大米并裝入注射器內(nèi)(如圖丙),從注射器的刻度上讀出大米和空氣的總體積,通過壓強(qiáng)傳感器測(cè)出此時(shí)注射器內(nèi)空氣壓強(qiáng)為P;而后將注射器內(nèi)的空氣緩慢壓縮,當(dāng)空氣壓強(qiáng)增大為2P時(shí),再讀出此時(shí)的總體積(壓縮過程中大米的體積、空氣的溫度均不變),整理相關(guān)數(shù)據(jù)記錄如表.
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注射器內(nèi) 空氣壓強(qiáng) |
注射器內(nèi)空氣和大米的總體積 |
注射器內(nèi)空氣體積 |
壓縮前 |
P |
23毫升 |
V |
壓縮后 |
2P |
13毫升 |
0.5V |
(3)由實(shí)驗(yàn)二測(cè)得大米的密度為
1.67
1.67
克/厘米
3.(計(jì)算結(jié)果精確到0.01)