密度測定 アルキメデス法

アルキメデス法を用いてみかけ密度(apparent density)を測定しました。(ρ＝Wρ(l)/(W-W') W;試料の空中での重量 W';試料の水中での重量 ρ(l);水の密度)
が、試料のうち1つが明らかにおかしな値になりました。
密度を測定した試料は１、粉体を軽く固めただけのもの、２、強く固めた試料、３、隙間のないように固めた試料です。(原料は同じです。)
このうち軽く固め隙間だらけの試料が一番密度が小さくなるはずですが、計算の結果一番大きくなってしまいました。(何度も友人と計算をしているの計算ミスではないです。またかさ密度は順番に密度が大きくなりました。)
先生曰く、試料1の開いたポアー(open pore)に粉体などがつまり、気泡が出てこれず密度が大きくなったのではないかとおしゃっておりました。が、納得できません。
開いたポアーから気泡がでてこなかったら逆に密度は小さくなるのではないでしょうか?物体の中に空気があるほど、浮力は強く、物体の水中での重量が軽くなり、結果上式から密度は小さくなると思うのですが。この考えは間違っているのでしょうか？ご教示お願いします。

No.1 回答者： ymmasayan 回答日時： 2006/10/13 21:21

同じポーラスであってもこれが独立している場合とつながっている場合で違うでしょう。

つながっていれば中まで水が入っていき見かけの質量は大きくなるでしょう。
従って浮力は働きませんね。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
確かに中まで水が入っていれば見かけの質量は重たくなりますね。
この事を踏まえ考えていきたいと思います。

お礼日時：2006/10/13 21:57

No.2 ベストアンサー 回答者： gg13 回答日時： 2006/10/13 21:36

　資料１はポアーに完全に水が浸入し、見かけ比重ではなく真の比重を示しているのではないでしょうか。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。
試料1の密度は試料3の密度に近かったので、gg13さんのおっしゃるとおり、真の比重を表している可能性も捨てれません。もう少し考えてみたいと思います。

お礼日時：2006/10/13 22:01

No.3 回答者： noname#40706 回答日時： 2006/10/13 22:13

Ａ２の方と同じ意見です。

下記サイトの図１で、資料１の場合は　open　pore　のみならず　closed　pore　　にまで水がしみこんで（空気が出てしまって）、密度が大きくなったような気がします。　突き固めた資料では、closed　poreの数や体積は資料１よりも少ないのでしょうが、そこには水がしみこまず、　空気の入った　つまり、「空」のclosed　poreのままなのでしょう。

ですから見かけの密度が小さく表れたのではないでしょうか。


＜＜先生曰く、試料1の開いたポアー(open pore)に粉体などがつまり、気泡が出てこれず密度が大きくなったのではないかとおしゃっておりました。が、納得できません＞＞

これはたしかに納得いかない気がします。ただし、専門の先生の言葉ですから我々の気がつかない深い意味があるのかも知れません。直接先生に質問されてはいかがですか。


＜＜物体の中に空気があるほど、浮力は強く、物体の水中での重量が軽くなり、結果上式から密度は小さくなると＞＞・・・　はおっしゃるとおりだと思います。


なにしろ素人の意見ですので、自信はありませんが・・・。

参考URL：http://xtal.tf.chiba-u.jp/13/gakuseijikken/1-4.doc

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございました。
URLも参考にさせていただきます。
お風呂に入りながらゆっくりとymmasayanさんとgg13さんの意見を参考にさせていただきながら、自分なりに考えてみましたが、gg13さんのおっしゃるとおりではないかと思いました。
試料1の開いたポアー(open pore)に粉体などがつまり、気泡が出てこれず密度が大きくなったという話は納得できないです。月曜日に先生に聞いてみたいと思います。ただ実際、僕自身が直接聞いたわけではなく友人から聞いたのでひょっとしたら聞き間違ったのかもしれません。
ありがとうございました。

お礼日時：2006/10/13 23:57

No.4 回答者： noname#24129 回答日時： 2006/10/13 22:24

他の回答者の皆さんとほぼ同じ意見だと思います。

空隙に水が浸透するので、浮力は小さくなり、密度は大きく計算されてしまいます。当然の結果です。

したがって、３行目に間違った考えがあります。「明らかにおかしな値になった」という部分です。

そこさえ間違わなければ、あなたの理論的な考えが生きるはずです。

この回答へのお礼

ご指摘ありがとうございます。
「明らかに間違っている」という態度は科学者にあるまじき態度ですね。
今後も実験がありますからこのことに注意し、解析作業を行っていきます。

お礼日時：2006/10/14 00:01