Trong phòng thí nghiệm, người ta còn dùng cân Rôbécvan để xác định chính xác thể tích của vật rắn không thấm nước. Cách làm như sau:
- Dùng một loại bình đặc biệt có nút rỗng bằng thủy tinh có thể vặn khít vào cổ bình. Giữa nút có một ống thủy tinh nhỏ, trên có khắc một “ vạch đánh dấu” cho phép xác định một cách chính xác thể tích của nước trong bình tới vạch đánh dấu ( hình 5.4a)
- Dùng cân Rôbécvan cân 2 lần:
+ Lần thứ nhất : đặt lên đĩa cân bình chứa nước cất tới vạch đánh dấu, vật cần xác định thể tích, các quả cân có khối lượng tổng cộng làm m1, sao cho cân bằng với một vật nặng T đặt trên đĩa cân còn lại ( vật T được gọi là tải) (H.5.4b)
+ Lần thứ hai: Lấy bình ra khỏi đĩa cân, mở nút, đổ bớt nước cất trong bình, thả vật cần xác định thể tích vào bình, đậy nút và cho thêm nước vào bình tới vạch đánh dấu, rồi đặt lại bình lên đĩa cân. Thay các quả cân khối lượng m1, bằng các quả cân khối lượng m2 để cân lại cân bằng ( H.5.4c). Biết 1 gam nước cất có thể bằng 1cm3. Hãy chứng minh rằng thể tích V của vật tính ra cm3 có độ lớn đúng bằng độ lớn của hiệu các khối lượng (m2 – m1) tính ra gam
Tại sao cách xác định thể tích này lại chính xác hơn cách đo thể tích vật rắn bằng bình chia độ?
* Chứng minh
Lần cân thứ nhất: mT = mb + mn + mv + m1 (1).
Lần cân thứ hai: mT = mb + (mn – mn0) + mv + m2 (2).
Trong phương trình (1), mn là khối lượng của nước chứa trong bình tới vạch đánh dấu, mb là khối lượng vỏ bình, mv là khối lượng vật.
Trong phương trình (2), mn0 là khối lượng của phần nước bị vật chiếm chỗ.
Vì mT là không thay đổi nên từ (1), (2) ta có:
mb + mn + mv + m1 = mb + (mn – mn0) + mv + m2
↔ mn0 = m2 – m1.
Vì 1 gam nước nguyên chất có thể tích là 1cm3, nên số đo khối lượng mn theo đơn vị gam là số đo có thể tích của phần nước bị vật chiếm chỗ theo đơn vị cm3.
Thể tích của phần nước bị vật chiếm chỗ chính là thể tích của vật. Do đó thể tích của vật tính ra cm3 có độ lớn bằng V = m2 – m1.
* Cách xác định vật thể như trên chính xác hơn cách xác định bằng bình chia độ, đo khối lượng bằng cân Rôbécvan chính xác hơn đo thể tích bằng bình chia độ do:
+ GHĐ của cân Rôbécvan nhỏ hơn GHĐ của bình chia độ rất nhiều.
+ Cách đọc mực nước ở bình chia độ khó chính xác hơn cách theo dõi kim của cân ở vị trí cân bằng. Mặt khác, cách cân hai lần như trên loại trừ được những sai số do cân cấu tạo không được tốt, chẳng hạn hai phần của đòn cân không thật bằng nhau về chiều dài cũng như khối lượng.
