水中置換法とは、どんな方法ですか？

質問

樹脂の密度を測定したく、調べておりましたら、
測定方法として、水中置換法というものを発見しました。
実際にどのような方法かご存知の方がみえましたら、
詳細を教えて下さい。
よろしく、お願いします。

回答No.6

nozomi500

随分前の質問が残っていたので、久々に。

「溢れた水」なんてのは、誤差が大きすぎて、「測定」にはつかえないでしょう。

「浮力」を使うならば、
空中で同じ重さの物体ＡとＢ（両方が100ｇ）
水につけたとき、Ａは80ｇになったが、Ｂは85ｇになった（正しくは85gfですね）
とすると、Aの体積は20ｃｍ3、Ｂの体積は15ｃｍ3。密度は、Ａが5ｇ/ｃｍ3、Ｂが6.7g/ｃｍ3。

金であれば密度が約20ｇ/ｃｍ3、銀が約10ｇ/ｃｍ3。
1ｋｇの王冠であれば、純金ならば、50ｃｍ3。1割の銀を混入すれば、5ｃｍ3の体積が増えます。浮力も5ｇの差。
５ｇの違いを重さで量るのは簡単ですが、こぼれた水の5ｍｌを量るのは大変です。

参考URL：

http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=33395

回答No.5

KINGBIRD

ごめんなさい、間違えました（汗）。
　アルキメデスの原理とは
物体にはたらく浮力＝物体が押しのけた液体（普通は水ですよね）の重さに等しい、ということだったと思います。もう全く自信がなくなりました。

回答No.4

KINGBIRD

アルキメデスの原理についてだけ回答させていただきます。「水中置換法」についてはまったくの無知で申し訳ありません。
　ある物体Aがある純粋な物質σ多から成り立っているかどうか調べるには、同じ大きさでその物体が入るだけの入れ物を２つ用意して水を満たし、その物体Aとその物体Aときっちり同じ重さの物質σを一つの容器に一つ入れればいいのです。
　物質が違えば、同じ重さのものならば密度が違いますから体積が違ってくるはずです。ですから、その容器からあふれた水が両方の容器で一緒ならばその物体Aは純σ物質、こぼれた量（あるいは容器に残った量がぱっと見わかりやすそうですが、しかし物体を引き上げる際に誤差が生じると思います）が違えばその物体Aは何らかの密度の違う物質が混ぜられている、ということになるのです。
　ただ、アルキメデスが風呂につかっていてこの方法をひらめいた、というのは挿話らしいですが・・。（裸で「エウレカ！」と叫びながら町じゅう走り回ったのは本当とも）

回答No.3

nozomi500

「あふれた水」の体積で物体の体積がわかる、ということですが、これを「アルキメデス法」とよぶのは間違いですね。たぶん。（別の「質問」に出しましたが、日本人の創作？）

あふれる水は表面張力による誤差が大きい（水なら器の３ミリぐらい盛り上がるので、コーヒーカップでも、１００円玉で１０００円分ぐらいはいります）から、メスシリンダーの途中まで水をいれて、上がった水位のメモリを読むほうがもうちょっと、正確です。

さらに、つるした糸のうえに秤をつければ、浮力で軽くなったぶんの体積（この場合は液体の密度が必要）から、アルキメデスの原理を使って、正確に体積がだせます。

アルキメデスの原理を使えば簡単なことを、現代人は何をそんなに難しくしているんでしょうね。贋の王冠を持ち出されても見分けつかないんじゃないですか？

お礼

回答ありがとうございました。
まったく世間一般では簡単なことかもしれませんが、
こちらの方面はまったくといっていいほど無知です。
時間がありましたら、アルキメデスの原理について教えて下さい。
また、実際の測定例など教えて頂ければさいわいです。
よろしくお願いします。

回答No.2

eunyoung

体積を計測しにくい物体の体積を求めるのに、この水中置換は用いられます。
ご存知のように、
　「密度」＝「重さ」÷「体積」
です。

１.ビーカーなどに水を満タンにして、対象となる物質を入れる。
２.あふれた水の量を計測する
３.対象物の重さを計測。
４．式に値を代入し、密度を計算！！

これでばっちしです！！

お礼

ありがとうございました。
わかりやすく、勉強になりました。

回答No.1

noname#1806

液相置換法、アルキメデス法とか呼ばれることもあります。
ある一定容積の容器に（比重は分っている）液を一杯に入れた状態の重さが分っている場合、密度を計りたいサンプルの重さが分っていれば、液が満杯の状態で、そのサンプルを入れたときにあふれてしまう体積・重さが分れば、サンプルの密度が求められます。実際には液温度とサンプルの充分な脱気を考慮しなければいけませんが。

この原理を応用した装置の紹介ページがあったので、参考URLとしていれておきました。

参考URL：

http://www.betterseishin.co.jp/mat/mat7000_2.html

お礼

ありがとうございました。
図があり、大変わかりやすく、勉強になりました。
また、わからないことがありましたら、ご教授お願いします。