液体の重さと体積・固体の重さと体積とは?

重さは、物質を区別する手がかりになるでしょうがここでは
物質の重さと体積について調べてみましよう。




液体の重さと体積

液体1立方センチあたりの重さを調べるにはつぎのようにします。
上皿天秤で、空のビーカーの重さをはかります。

このビーカーにメスシリンダーで水を10立方センチはかって入れ
ビーカーと水の全体の重さをはかります。

全体の重さからビーカーの重さを引くと
水10立方センチの重さがもとまります。

この数値を10で割れば1立方センチあたりの水の重さがもとめられます。

ビーカーに入れる水の体積をいろいろにかえて水の重さを測定し
縦軸に水の重さ、横軸に水の体積をとってグラフに書いてみましょう。

また、水と同じようにしてアルコール
(アルコールにはメチルアルコールとよばれるアルコールや
ニチルアルコールとよばれるアルコールなどがあり
これらはすべて性質の違うアルコールです)
の体積と重さを測定しグラフに書いてみてください。

また、グリセリンやエーテル(エチルエーテルなど)も
同じようにやってみましょう。

右のグラフは、このようにしてつくったグラフです。
これを見ると、液体の体積の重さは比例していることがわかります。

さらに、液体の種類によって、グラフの傾きが違うことから
1立方センチあたりの重さは、それぞれの液体の種類によって
決まっていることがわかります。



固体の重さと体積

球・円錐・円柱のような規則正しい形をした固体の体積は
辺の長さや直径を測定して、計算すればもとめることができます。

しかし、不規則な形の固体の体積はこのような方法で
測定することはできません。

このようなときには、以下の方法でもとめます。

水に固体を入れたとき、固体の体積と
同じ体積だけの水がおしのけられます。

この法則を利用して、おしのけられて溢れだした水の量をはかり
固体の体積をもとめます。

鉄球、鉄のナット、鉄のボルト・鉄棒を切ったものなどの体積と重さを測定し、
液体の場合と同じようにグラフを書いてみましょう。

さらに、鉛の玉、鉛の棒、鉛の板などの重さと体積
銅の棒、銅の板、銅線のかたまりなどの重さと体積を測定し
グラフに書いてみましょう。

このグラフから、どんなことがいえるか考えてみます。

アルミニウムや鉄・鉛・銅などの固体でも、液体の場合と同じように
体積と重さは比例しており、同じ種類の物質では
1立方センチあたりの重さはそれぞれ決まっていることがわかります。

つまり、それぞれの物質についての直線の傾き方が
その物質の1立方センチあたりの重さをしめしています。

液体でも固体でも、種類によって
その物質1立方センチあたりの重さが決まっているということは
たいへん大切なことで、これは物質のもつ重要な性質の一つです。

したがって、物質1立方センチの重さが何グラムであるかを測定すれば
その物質が何であるかを確かめる有力な手がかりとなるのです。







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