Zawartość
Gęstość w fizyce jest miarą ilości czegoś, co istnieje w danej przestrzeni fizycznej (objętości). Przez większość czasu „gęstość” jest konwencją oznaczającą „gęstość masy”, ale jako pojęcie opisuje po prostu, jak coś jest zatłoczone.
Na przykład gęstość zaludnienia w Hongkongu jest bardzo wysoka, podczas gdy na Syberii jest bardzo niska. Ale w każdym przypadku „ludzie” są przedmiotem analizy.
W przypadku substancji składających się z jednego pierwiastka w pewnej ilości (na przykład gram czystego złota lub srebra) lub jednorodnej mieszanki pierwiastków (takich jak litr wody destylowanej, która zawiera wodór i tlen w znanym, stałym stosunku), można założyć, że nie ma znaczących różnic w gęstości w próbce.
Oznacza to, że jeśli gęstość 60 kg jednorodnego obiektu przed tobą wynosi 12 kg / L, każda wybrana niewielka część obiektu powinna mieć tę gęstość.
Zdefiniowana gęstość
Gęstość ma przypisaną grecką literę rho (ρ) i jest po prostu masą m podzielone przez objętość V.. Jednostki SI wynoszą kg / m3, ale g / ml lub g / cm3 (1 ml = 1 cm3) są bardziej powszechnymi jednostkami w ustawieniach laboratoryjnych. Jednostki te zostały w rzeczywistości wybrane, aby zdefiniować gęstość wody jako 1,0 w temperaturze pokojowej.
Przykłady średniej gęstości
W zależności od rodzaju substancji lub obecnych substancji istnieje wiele sposobów podejścia do problemu mieszanki gęstości.
Najprościej jest, gdy otrzymasz zestaw N obiektów i poprosisz o określenie średniej gęstości obiektów w zestawie. Tego rodzaju przykład powstałby w sytuacjach, w których elementy zestawu są tego samego podstawowego „typu” (np. Ludzie w Anglii, drzewa w danym lesie w Montanie, książki w bibliotece miejskiej w Tennessee), ale mogą bardzo w danej charakterystyce (np. waga, wiek, liczba stron).
PRZYKŁAD: Otrzymujesz trzy bloki o nieznanym składzie, które mają następujące masy i objętości:
a) Oblicz średnią gęstość skał w zbiorze.
Odbywa się to poprzez ustalenie poszczególnych gęstości każdej skały, zsumowanie ich i podzielenie przez całkowitą liczbę skał w zestawie:
÷ 3 = (3,000 + 1,800 + 3,700) ÷ 3
= 2833 g / l.
b) Oblicz średnią gęstość zestawu skał jako całości.
W takim przypadku wystarczy podzielić masę całkowitą przez całkowitą objętość:
(2,250 + 900 + 1,850) ÷ (0.75 +0.50 + 0.50) = 5,000 ÷ 1.75
= 2,857 g / cm3
Liczby różnią się, ponieważ skały nie przyczyniają się w równy sposób do tych obliczeń.
Wzór na średnią gęstość: mieszanka substancji
PRZYKŁAD: Otrzymujesz 5-litrowy (5000 cc lub ml) kawałek materiału z innej planety i powiedziałeś, że składa się on z trzech stopionych elementów następujących elementów w podanych proporcjach objętościowych:
Jaka jest gęstość porcji jako całości?
Tutaj najpierw przeliczasz wartości procentowe na dziesiętne i mnożymy je przez poszczególne gęstości, aby uzyskać średnią gęstość mieszaniny:
(0.15)(15) + (0.60)(1.0) + (0.25)(0.50) = 2,975 g / cm3