Решение: Зависимость плотности молока от температуры
Статья к заданиюИзмерение жирности коровьего молока
Для измерения плотности жидкости используется специальный прибор – ареометр. Прибор представляет собой стеклянную трубку, нижняя часть которой заполняется дробью, а в верхней части находится калиброванная шкала, которая показывает плотность жидкости (см. рисунок 1). Работает ареометр как поплавок, который погружается в жидкость в большей или меньшей степени в зависимости от её плотности (см. рисунок 2). Плотность жидкости зависит от её температуры. Для отслеживания температуры жидкости в ареометр часто дополнительно встраивают термометр (см. рисунок 1).
Рисунок 1. Устройство ареометра.
1 – шкала ареометра, в г/см³,
2 – дробь, 3 – шкала термометра, в °C.
Рисунок 2. Принцип измерения плотности жидкости с помощью ареометра
Ареометры применяются для измерения плотности электролита в кислотных и щелочных аккумуляторах, нефти, растворов солей и кислот, цемента, бетона и др.
Ареометр для определения плотности (а, следовательно, и жирности) молока называется лактометром.
| Вид молока | Значение плотности, кг/м³ |
| Цельное молоко | 1027–1032 |
| Обезжиренное молоко | 1033–1035 |
| Сливки | 1005–1020 |
Чертёж перерисован вручную — открыть оригинал из банка
Чертёж перерисован вручную — открыть оригинал из банка
Используя приведённый материал, определите, нагрели или остудили молоко перед вторым измерением плотности. Ответ поясните.
Решение по шагам
3 шагаСравним значения плотности: во втором измерении она увеличилась с $1018$ до $1033\ \mathrm{кг/м^3}$.
Для одной и той же порции молока масса постоянна, а плотность определяется формулой:
$$\rho = \frac{m}{V}$$При охлаждении молока его объём уменьшается. Так как масса остаётся прежней, плотность увеличивается. Следовательно, перед вторым измерением молоко остудили.
Молоко остудили, поскольку при охлаждении его объём уменьшается, а при постоянной массе плотность увеличивается с $1018$ до $1033\ \mathrm{кг/м^3}$.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Неверно связывают увеличение плотности с нагреванием.
Не объясняют изменение плотности через изменение объёма при постоянной массе.
Путают плотность и массу: масса одного и того же молока не изменяется.