小明想測量大米的密度,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量大米的體積是不合理的.于是小明進(jìn)行了如下實驗和思考.
實驗一:按圖甲和圖乙的方法分別測量大米的質(zhì)量和體積,由此計算出大米的密度.
(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
.
(2)由于米粒間存在較大間隙,按圖乙的方式用量簡直接測量大米體積,則會導(dǎo)致測得的體積值偏
大
大
.
小明思考:能否用排空氣的方法測量大米的體積呢?他設(shè)想將大米與空氣密封在一個注射器內(nèi),只要測出注射器內(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.但如何測出空氣的體積呢?
查閱資料得知:溫度不變時,一定質(zhì)量氣體的體積與其壓強的乘積是定值.于是進(jìn)行了實驗二: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,通過壓強傳感器測出此時注射器內(nèi)空氣壓強為P;而后將注射器內(nèi)的空氣緩慢壓縮,當(dāng)空氣壓強增大為2P時,再讀出此時的總體積(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.
|
注射器內(nèi) 空氣壓強 |
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)由實驗二測得大米的密度為
1.67
1.67
克/厘米
3.(計算結(jié)果精確到0.01)