Gęstość definiuje się jako stosunek masy do objętości (m/V). Jeśli w treści pytania wskazano, że gęstość jest wyznaczana "na podstawie masy i objętości badanej próbki", to chodzi o metodę, w której:
- objętość jest z góry znana (wynika z przyrządu),
- mierzy się masę próbki zajmującej tę objętość,
- następnie oblicza się m/V.
Tak działa piknometr: jest to naczynie (zwykle szklane) o określonej, stałej objętości, które napełnia się próbką w ustalonej temperaturze i waży. Znając masę cieczy w objętości piknometru, oblicza się gęstość.
Dlaczego pozostałe odpowiedzi nie pasują do opisu?
- Areometr (hydrometr) służy do szacowania gęstości przez zanurzenie i odczyt skali, czyli wykorzystuje zjawisko pływalności, a nie bezpośrednie wyznaczanie m/V z masy i znanej objętości naczynia.
- Waga analityczna jest przyrządem do bardzo dokładnego pomiaru masy. Sama w sobie nie wyznacza objętości, więc nie stanowi kompletnej metody m/V bez dodatkowego naczynia/układu do pomiaru objętości.
- Waga hydrostatyczna wykorzystuje zjawisko wyporu (różnica wskazań w powietrzu i w cieczy) i służy do wyznaczania gęstości inną metodą niż proste "masa i objętość próbki" rozumiane jako masa porcji cieczy w naczyniu o znanej objętości.
W praktyce laboratoryjnej kluczowe jest też utrzymanie temperatury, bo gęstość zależy od temperatury. Dlatego pomiary piknometrem wykonuje się w warunkach odniesienia (np. w pobliżu temperatury kalibracji) i dba o poprawny odczyt menisku oraz brak pęcherzyków.
