Bài 14: Khối lượng riêng

I - Khái niệm khối lượng riêng

Thí nghiệm 1

Chuẩn bị: Ba thỏi sắt có thể tích lần lượt là \(V_1=V,V_2=2V,V_3=3V\); cân điện tử.

Bước 1: Dùng cân điện tử để xác định khối lượng từng thỏi sắt tương ứng \(m_1,m_2,m_3\).

Bước 2: Ghi số liệu, tính tỉ số khối lượng và thể tích \(\dfrac{m}{V}\) vào bảng.

Kết quả khi \(V=25\) cm³.

1. Nhận xét về tỉ số khối lượng và thể tích của ba thỏi sắt.

Tỉ số khối lượng và thể tích của ba thỏi sắt là như nhau.

2. Dự đoán về tỉ số này với các vật liệu khác nhau.

Tỉ số này với các vật liệu khác nhau thì khác nhau.

Thí nghiệm 2

Chuẩn bị: Ba thỏi sắt, nhôm, đồng có cùng thể tích là \(V_1=V_2=V_3=V\), cân điện tử.

Bước 1: Dùng cân điện tử để xác định khối lượng của thỏi sắt, nhôm, đồng tương ứng \(m_1,m_2,m_3\).

Bước 2: Tính tỉ số giữa khối lượng và thể tích \(\dfrac{m}{V}\), ghi số liệu vào bảng.

Khi ta nói "sắt nặng hơn nhôm" nghĩa là ta đã so sánh khối lượng của một lượng sắt và một lượng nhôm có cùng thể tích.

Để so sánh như vậy người ta dùng khối lượng riêng.

Khối lượng riêng của một chất cho ta biết khối lượng của một đơn vị thể tích chất đó.

\(D=\dfrac{m}{V}\)

Trong đó:

• \(m\) là khối lượng
• \(V\) là thể tích

Đơn vị của khối lượng riêng: kg/m³ hoặc g/cm³ hay g/mL.

Đổi đơn vị:

1 kg/m³ = 0,001 g/cm³ 

1 g/cm³ = 1 g/mL

Khi biết khối lượng riêng của một vật, ta có thể biết được vật đó được cấu tạo bằng chất gì nhờ đối chiếu với bảng khối lượng riêng của các chất.

❗Ngoài khối lượng riêng, người ta còn dùng đại lượng trọng lượng riêng.

Trọng lượng của một mét khối một chất gọi là trọng lượng riêng \(d\) của chất đó.

\(d=\dfrac{P}{V}\)

Trong đó:

• \(P\) là trọng lượng (N)
• \(V\) là thể tích (m³)

Đơn vị của trọng lượng riêng là N/m³.

II - Xác định khối lượng riêng bằng thực nghiệm

1. Xác định khối lượng riêng của một lượng chất lỏng

Chuẩn bị

• Cân điện tử
• Ống đong; cốc thuỷ tinh
• Một lượng nước sạch

Tiến hành

• Xác định khối lượng của \(m_1\) của ống đong.
• Rót một lượng nước và ống đong, xác định thể tích nước \(V\) trong ống đong.
• Xác định khối lượng \(m_2\) của ống đong có đựng nước. 
• Tính khối lượng nước trong ống đong:

\(m=m_2-m_1\)

• Xác định khối lượng riêng của nước theo công thức:

\(D=\dfrac{m}{V}\)

2. Xác định khối lượng riêng của một khối hộp chữ nhật

Chuẩn bị

• Cân điện tử
• Thước đo độ dài
• Khối hộp hình chữ nhật

Tiến hành

• Dùng thước đo chiều dài mỗi cạnh \(a,b,c\) của khối gỗ hình hộp chữ nhật.
• Tính thể tích của khối gỗ hình hộp chữ nhật theo công thức:

 \(V=a.b.c\)

• Cân khối lượng \(m\) của khối gỗ hình hộp chữ nhật.
• Xác định khối lượng riêng của khối gỗ hình chữ nhật theo công thức:

\(D=\dfrac{m}{V}\)

3. Xác định khối lượng riêng của một vật có hình dạng bất kì

Chuẩn bị

• Cân điện tử
• Ống đong; cốc thuỷ tinh có chứa nước
• Hòn sỏi (có thể bỏ lọt vào ống đong)

Cách tiến hành

• Dùng cân điện tử xác định khối lượng \(m\) của hòn sỏi.
• Rót nước vào ống đong, đọc giá trị thể tích \(V_1\).
• Buộc sợi chỉ vào hòn sỏi, thả từ từ cho nó ngập trong nước ở ống đong, xác định thể tích nước \(V_2\).
• Tính thể tích hòn sỏi:

\(V=V_2-V_1\)

• Xác định khối lượng riêng của hòn sỏi theo công thức:

\(D=\dfrac{m}{V}\)

1. Khối lượng riêng của một chất được xác định bằng khối lượng của một đơn vị thể tích chất đó.

\(D=\dfrac{m}{V}\)

2. Đơn vị thường dùng đo khối lượng riêng là kg/m³ hoặc g/cm³ hay g/mL:

1 kg/m³ = 0,001 g/cm³ ; 1 g/cm³  = 1 g/mL

3. Để xác định được khối lượng riêng bằng thực nghiệm, cần xác định được khối lượng và thể tích tương ứng với khối lượng ấy.