Взвешивание воздуха

Для того, чтобы взвесить воздух, мы воспользуемся электронными весами. Электронные весы дают возможность определять массу тела, находить массу тела с точностью до миллиграммов.

Прежде всего проверим правильность работы весов. Для этого мы на чашку весов установим гирю-эталон массой 200 граммов. Обратите внимание на показания весов. Вы видите на весах число 200. После числа 200 вы видите точку. Первый разряд после точки - это сотни миллиграммов, второй разряд - десятки миллиграммов, и последний разряд - это единицы миллиграммов. 200 граммов - масса эталона.

Снимем эталон и установим на чашечку весов деревянную подставку, которая нам понадобится для того, чтобы затем установить стеклянную колбу. Поскольку масса подставки нас не интересует, мы приведем показания весов к нулю. Теперь я устанавливаю на чашечку стеклянную колбу с открытым краном. Колба сейчас заполнена воздухом, и показания весов дают нам сейчас массу колбы вместе с заполняющим ее сейчас воздухом. Вы видите, что эта масса m₁ равна 104,510 грамма. Запишите себе это число - 104,510.

Нам нужно откачать воздух из колбы. Для этого я надеваю на трубку резиновый шланг, который через манометр соединен с насосом. Манометр сейчас стоит на нуле, давление в колбе сейчас равно атмосферному. В процессе откачки стрелка манометра будет идти к противоположному краю шкалы.

Включим насос. Вы видите, откачка идет довольно быстро. Дело в том, что объем колбы невелик. Объем колбы был предварительно установлен, он составляет 316 см³, запишите себе это число тоже - 316 см³.

Еще некоторое время будем проводить откачку. Ну, можно считать, что практически мы воздух из колбы откачали. Теперь я снова закрываю кран, ведущий в колбу, выключаю насос и снимаю шланг.

Установим вновь колбу на весы и оценим новую массу m2. Новая масса колбы, масса колбы без воздуха, составила 104 целых 150 тысячных грамма. m2 = 104.150 г. Проверим начальную массу m₁. Для этого я открою кран и впущу в колбу воздух, и снова устанавливаю колбу на весы. Вы помните, что m₁ было у нас 104,510 грамма. Вот это число вновь. Итак, m₁ = 104.510 г, m₂ = 104.150 г и объем колбы - 316 см³. Таким образом, мы, вычтя из m₁ m₂, найдем массу откаченного воздуха, а, разделив на объем, найдем плотность воздуха.

На экране вы видите формулу, с помощью которой мы можем определить плотность воздуха. ρ - это плотность воздуха, m₁ - масса колбы до откачки, m₂ - масса колбы после откачки, разность m₁ - m₂ - это масса откачанного из колбы воздуха, а V - объем колбы. Расчеты показывают, что плотность воздуха составляет 0.00114 г/см³. У вас в учебнике приведена в таблице цифра - число 0.00129 г/см³. Однако следует помнить, что табличное значение дается для воздуха при 0°C. Чем выше температура, тем плотность воздуха меньше. Мы измеряли плотность воздуха при комнатной температуре, примерно 25°C, и поэтому полученный результат следует считать вполне удовлетворительным.