قياس حجم جسم صلب بإزاحة الماء — الأولى إعدادي
تطبيق تجريبي في قياس الحجوم: قياس حجم جسم غير منتظم لا يذوب في الماء، انطلاقًا من الفرق بين قراءتين في المخبار المدرج.
1. اختيار جسم مناسب
تصلح إزاحة الماء لجسم يغمر كليًا ولا يذوب ولا يتفاعل مع الماء ولا يمتصه خلال القياس. لا تصلح بالطريقة نفسها لقطعة سكر أو إسفنجة أو جسم يطفو دون معالجة إضافية. نستعمل حصاة نظيفة يمكن إدخالها برفق في مخبار مناسب، دون كسر الزجاج أو تناثر الماء.
2. أخذ القراءتين
نسجل الحجم الأول V1 قبل الغمر. نقرأ أسفل السطح المقعر للماء والعين في مستوى التدريجة. ندخل الجسم برفق ونزيل الفقاعات الملتصقة به ونتأكد من غمره كليًا. نسجل الحجم الثاني V2 بالطريقة نفسها. يمثل الارتفاع الجديد حجم الماء والجسم معًا، ولا يمثل حجم الجسم وحده.
3. حساب الحجم ومناقشة الخطأ
حجم الجسم V = V2 − V1. نستعمل الوحدة نفسها في القراءتين، مع التكافؤ 1 mL = 1 cm³. إذا بقيت فقاعات يرتفع الحجم المحسوب خطأً؛ وإذا انسكب الماء أثناء الإدخال فلا تكون المقارنة سليمة. نعيد التجربة بدل اعتماد قراءة غير موثوقة.
خطاطة تلخيصية
تطبيق محلول
كان مستوى الماء 40 mL، ثم أصبح 57 mL بعد غمر حصاة بالكامل. حجم الحصاة 57 − 40 = 17 mL، أي 17 cm³. ليست كتلتها 17 g بالضرورة، لأن الكتلة تتوقف أيضًا على طبيعة المادة.
6 تمارين مصححة
حاول الإجابة قبل فتح التصحيح.
التمرين 1
V1 = 25 mL وV2 = 39 mL. احسب حجم الجسم.
إظهار التصحيح
الحجم 39 − 25 = 14 mL = 14 cm³.
التمرين 2
بلغ الحجم النهائي 70 mL وكان حجم الجسم 18 cm³. أوجد الأول.
إظهار التصحيح
V1 = 70 − 18 = 52 mL.
التمرين 3
هل نستعمل هذه الطريقة مباشرة لقياس حجم السكر في الماء؟
إظهار التصحيح
لا، لأن السكر يذوب، فلا تبقى شروط قياس حجم جسم صلب محفوظة.
التمرين 4
ما أثر فقاعات الهواء الملتصقة بالحصاة؟
إظهار التصحيح
تزيح الفقاعات ماءً إضافيًا، فتجعل الحجم المقاس أكبر من حجم الحصاة.
التمرين 5
هل يكفي غمر نصف الجسم؟
إظهار التصحيح
لا؛ الفرق سيقيس حجم الجزء المغمور فقط، وليس الجسم كله.
التمرين 6
حوّل 23 mL إلى cm³، وهل يكفي ذلك لمعرفة الكتلة؟
إظهار التصحيح
23 mL = 23 cm³. لا نعرف الكتلة من الحجم وحده دون معلومات عن المادة.