Как найти площадь пробирки

Определение объема пробирки или пробирки для ЯМР является обычным химическим расчетом как в лаборатории по практическим соображениям, так и в классе, чтобы научиться преобразовывать единицы и сообщать значащие числа. Вот три способа найти объем.

Вычислить плотность, используя объем цилиндра

Типичная пробирка имеет закругленную форму. дно, но пробирки для ЯМР и некоторые другие пробирки имеют плоское дно, поэтому их объем представляет собой цилиндр. Вы можете получить достаточно точные измерения объема, измерив внутренний диаметр трубки и высоту жидкости.

• Лучший способ измерить диаметр пробирки – значит измерить максимальное расстояние между внутренними стеклянными или пластиковыми поверхностями. Если вы будете проводить измерения от края до края, вы включите в свои измерения саму пробирку, что неверно.
• Измерьте объем образца от того места, где он начинается, в нижняя часть трубки до основания мениска (для жидкостей) или верхнего слоя образца. Не измеряйте пробирку от нижней части основания до ее конца.

Используйте формулу для определения объема цилиндра, чтобы выполнить расчет:

V = πr ² h

где V – объем, π – число пи (около 3,14 или 3,14159), r – радиус цилиндра, а h – высота образца

Диаметр (который вы измерили) в два раза больше радиуса (или радиус равен половине диаметра), поэтому уравнение можно переписать:

V = π (1/2 d) ² h

, где d – диаметр

Пример расчета объема

Предположим, вы измеряете трубку ЯМР и обнаруживаете, что диаметр составляет 18,1 мм, а высота – 3,24 см. Рассчитайте объем. Сообщите свой ответ с точностью до 0,1 мл.

Во-первых, вам нужно преобразовать единицы, чтобы они были одинаковыми. Пожалуйста, используйте см в качестве единиц измерения, потому что кубический сантиметр – это миллилитр! Это избавит вас от проблем, когда придет время сообщить свой объем.

В 1 см 10 мм, поэтому для преобразования 18,1 мм в см:

диаметр = (18,1 мм) x (1 см/10 мм) [обратите внимание, как компенсируется мм]
диаметр = 1,81 см

Теперь подставьте значения в уравнение объема:

V = π (1/ 2 г) ² h
V = (3,14) (1,81 см/2) ² (3,12 см)
V = 8,024 см ³ [из калькулятора]

Потому что в 1 кубическом сантиметре 1 мл:

V = 8,024 мл

Но это нереальная точность, учитывая ваши измерения. Если вы укажете значение с точностью до 0,1 мл, ответ будет:

V = 8,0 мл

Определение объема пробирки по плотности

Если вам известен состав содержимого пробирки, вы можете посмотреть его плотность, чтобы определить объем. Помните, что плотность равна массе на единицу объема.

Получите массу пустой пробирки.

Получите массу пробирки плюс образец.

Масса образца:

mass = (масса заполненной пробирки) – (масса пустой пробирки)

Теперь используйте плотность образец, чтобы найти его объем. Убедитесь, что единицы плотности совпадают с единицами массы и объема, о которых вы хотите сообщить. Возможно, вам потребуется преобразовать единицы измерения.

density = (масса образца)/(объем образца)

Изменение формулы:

Объем = плотность x масса

Ожидайте ошибки в этом расчете на основании ваших измерений массы и любой разницы между заявленной плотностью и фактической плотностью. Обычно это происходит, если ваш образец не является чистым или температура отличается от температуры, используемой для измерения плотности.

Определение объема пробирки с использованием Градуированный цилиндр

Обратите внимание, что у обычной пробирки закругленное дно. Это означает, что использование формулы для объема цилиндра приведет к ошибке в ваших расчетах. Кроме того, сложно измерить внутренний диаметр трубки. Лучший способ определить объем пробирки – перелить жидкость в чистый градуированный цилиндр для снятия показаний. Обратите внимание, что в этом измерении также будет некоторая погрешность. Небольшой объем жидкости может остаться в пробирке во время переноса в мерный цилиндр. Почти наверняка часть образца останется в градуированном цилиндре, когда вы перенесете его обратно в пробирку. Примите это во внимание.

Объединение формул для получения объема

Еще один способ получить объем округлой пробирки – это чтобы совместить объем цилиндра с половиной объема сферы (полусфера, которая является закругленным дном). Имейте в виду, что толщина стекла на дне трубки может отличаться от толщины стенок, поэтому в этом расчете есть неотъемлемая ошибка.

2016-09-04   

Стеклянная пробирка цилиндрической формы имеет длину $L = 16 см$ и площадь сечения $S =1,0 см^{2}$. В неё насыпали немного песка для устойчивости и погрузили в воду. Масса пробирки с песком $m = 13 г$. Верхний край плавающей пробирки сместили вниз почти до поверхности воды и отпустили. Найдите уравнение последующего движения пробирки.

Решение:

На рисунке слева изображена пробирка в положении равновесия, а справа – спустя время $t$ от начала движения. В качестве искомого уравнения движения найдём функцию $x = x(t)$, описывающую изменение со временем координаты $x$ края пробирки, отсчитываемой от положения равновесия (рис.). Чтобы найти это уравнение, применим второй закон Ньютона:

$ma_{x} = m – F_{a}$, или $ma_{x} = m – rho S (L – h +x)$, (1)

где $a_{x}$ – проекция ускорения на ось $x, rho$ – плотность воды, $h$ – расстояние от верхнего края пробирки в состоянии равновесия до уровня воды (рис.), а $F_{a} = rho S (L – h)$ – сила Архимеда. В положении равновесия $a_{x} = 0$ и из (1) получается

$m = rho S (L-h)$. (2)

Уравнение (1) после подстановки (2) принимает вид:

$a_{x} = – frac{ rho S}{m} x$

Получилось динамическое уравнение гармонических колебаний с круговой частотой

$omega = sqrt{ frac{ rho S}{m} } = 8,7 с^{-1}$.

Следовательно, координата $x$ меняется со временем по закону

$x = A sin ( omega t + phi)$,

где $A$ – амплитуда колебаний, а $phi$ – фаза при $t = 0$. Эти параметры находятся из начальных условий. В соответствии с условием задачи наибольшее отклонение пробирки $A = h$ было в начальный момент времени. Из (2) следует, что $h = L – (m/ rho S) = 3,0 см$. Для начального момента времени $x = h sin ( omega cdot 0 + phi )$, и, следовательно, $phi = pi/2$. Таким образом, окончательно находим:

$x = h cos ( omega t) approx 3,0 cos (8,7 cdot t)$,

где $x$ измеряется в сантиметрах, а $t$ – в секундах.

Пробирку длины 10 см доверху заполняют водой

Вопрос по физике:

Пробирку длины l = 10 см доверху заполняют водой и опускают открытым концом в стакан с водой. При этом почти вся пробирка находится над водой. Найти давление р воды на дно пробирки. Атмосферное давление р₀ = 0,1 МПа. Ответ: р = 752,6 мм рт. ст.

Непонятно вот что: каким образом выводится формула р=р₀- ρ ₀gl/ ρ для нахождения давления в мм рт. ст. ?

Ответы и объяснения 1

Давление равно атмосферному минус вес столба жидкость деленный на площадь сечения
P=mg=ro*S*L*g
p=p0-P/S=p0-ro*g*L

Знаете ответ? Поделитесь им!

Как написать хороший ответ?

Чтобы добавить хороший ответ необходимо:

• Отвечать достоверно на те вопросы, на которые знаете правильный ответ;
• Писать подробно, чтобы ответ был исчерпывающий и не побуждал на дополнительные вопросы к нему;
• Писать без грамматических, орфографических и пунктуационных ошибок.

Этого делать не стоит:

• Копировать ответы со сторонних ресурсов. Хорошо ценятся уникальные и личные объяснения;
• Отвечать не по сути: «Подумай сам(а)», «Легкотня», «Не знаю» и так далее;
• Использовать мат — это неуважительно по отношению к пользователям;
• Писать в ВЕРХНЕМ РЕГИСТРЕ.

Есть сомнения?

Не нашли подходящего ответа на вопрос или ответ отсутствует? Воспользуйтесь поиском по сайту, чтобы найти все ответы на похожие вопросы в разделе Физика.

Трудности с домашними заданиями? Не стесняйтесь попросить о помощи — смело задавайте вопросы!

Физика — область естествознания: естественная наука о простейших и вместе с тем наиболее общих законах природы, о материи, её структуре и движении.

Источник

Пробирку длины 10 см доверху заполняют водой

2017-06-30
Первоначально перевернутая пробирка длины $l = 100 см$, содержащая воздух и насыщенный пар, касается открытым концом поверхности воды. Затем пробирку погружают в воду наполовину, при этом поверхность воды в пробирке оказывается на глубине $H = 45 см$. Температура постоянна, атмосферное давление $p_ <0>= 10 Па$, плотность воды $rho = 10^ <3>кг/м^<3>$. Найдите давление насыщенного водяного пара.

Цель работы:
На опыте выяснить условия, при которых тело плавает и при которых тонет.
Приборы и материалы:
Весы с разновесами, измерительный цилиндр (мензурка), пробирка−поплавок с пробкой, проволочный крючок, сухой песок, фильтровальная бумага или сухая тряпка.
Указания к работе:
1. Повторите по учебнику § 52 “Плавание тел”.
2. Насыпьте в пробирку столько песка, чтобы она, закрытая пробкой, плавала в мензурке с водой в вертикальном положении и часть её находилась над поверхностью воды.
3. Определите выталкивающую силу, действующую на пробирку. Она равна весу воды, вытесненной пробиркой. Для нахождения этого веса определите сначала объём вытесненной воды. Для этого отметьте уровни воды в мензурке до и после погружения пробирки в воду. Зная объём вытесненной воды и плотность, вычислите её вес.
4. Выньте пробирку из воды, протрите её фильтровальной бумагой или тряпкой. Определите на весах массу пробирки с точностью до 1 г и рассчитайте силу тяжести, действующую на неё, она равна весу пробирки с песком в воздухе.
5. Насыпьте в прибор ещё немного песка. Вновь определите выталкивающую силу и силу тяжести. Проделайте это несколько раз, пока пробирка, закрытая пробкой, не утонет.
6. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу 13. Отметьте, когда пробирка плавает и когда тонет или всплывает.
7. Сделайте вывод об условии плавания тела в жидкости.
Таблица 13.