Jak obliczyć współczynnik gęstości

Posted on
Autor: John Stephens
Data Utworzenia: 26 Styczeń 2021
Data Aktualizacji: 1 Listopad 2024
Anonim
Jak obliczyć współczynnik gęstości - Nauka
Jak obliczyć współczynnik gęstości - Nauka

Zawartość

Ogólnie rzecz biorąc, stosunek porównuje dwie wielkości, które mają te same jednostki, w celu ustalenia wartości liczbowej, która odnosi się do tych dwóch wielkości.

Na przykład w przepisach na ciasto powszechne jest, że składniki muszą być zawarte w stosunkach wagowych. Masa cukru w ​​cieście powinna być równa masie mąki, ale to nie znaczy, że będą dodawane w równych objętościach. Dlaczego?

Podstawy gęstości

Po pierwsze, ogólna formuła gęstości masy to masa zajmująca jedną jednostkę objętości na jednostkę objętości. Gęstość jest po prostu sposobem opisania, w jaki sposób rozprowadzany jest pewien materiał. Istnieje wiele rodzajów gęstości: Każda ilość opisana jako ilość na jednostkę powierzchni, objętości lub innej jednostki przestrzennej jest gęstością.

Przy porównywaniu innych materiałów warto pamiętać o gęstości niektórych popularnych materiałów jako odniesienia. Gęstość wody wynosi 1 g / ml, a gęstość powietrza przy standardowym ciśnieniu i temperaturze wynosi około 1,18 razy 10-3 g / cm3.

Obliczanie gęstości powietrza

Obliczanie gęstości powietrza zależy od kilku czynników, takich jak ciśnienie atmosferyczne, P.i temperatura T.. The prawo gazu doskonałego to najlepszy sposób na określenie związku między ciśnieniem, temperaturą i gęstością powietrza, ρ.

Idealne prawo gazu to: P. _ = rT_ρ, gdzie trzy wielkości fizyczne są powiązane ze stałą stałą gazu dla suchego powietrza, r ( r = 287,058 J / kg K, dla P. w jednostkach paskali, T. w jednostkach Kelvins i ρ w kg / m3).

Na podstawie tego równania możemy szybko zmienić układ zmiennych, aby zobaczyć, jak zmienia się gęstość powietrza w funkcji ciśnienia i temperatury. Po zmianie konfiguracji otrzymujemy: ρ = P / rT. Dzięki temu możemy szybko zobaczyć, co się stanie, gdy zmieni się jedna z wielkości fizycznych.

Szybkie sposoby szacowania zmian gęstości powietrza

Pozwala utrzymać stałą wartość ciśnienia i zobaczyć, co się stanie, jeśli temperatura się zmieni. Jeśli temperatura wzrośnie, mianownik wzrośnie, a licznik pozostanie stały. Oznacza to, że gęstość powietrza spadnie. Podobnie, jeśli ciśnienie wzrośnie, a temperatura pozostanie stała, gęstość powietrza wzrośnie.

Pomocne jest zapamiętanie tych związków lub po prostu prawa gazu doskonałego, aby móc szybko określić, w jaki sposób gęstość powietrza zależy od czynników środowiskowych, takich jak ciśnienie i temperatura.

Przydatne może być również obliczenie współczynników gęstości powietrza w celu ustalenia, czy czynniki środowiskowe wzrosły, czy zmniejszyły się, aby spowodować zmianę gęstości.

Co to jest współczynnik gęstości?

Współczynnik gęstości jest po prostu sposobem na porównanie dwóch gęstości, które są w tych samych jednostkach. Zazwyczaj gęstości ciał stałych i cieczy porównuje się z gęstością wody. W przypadku gazów standardowym porównaniem jest powietrze. Ten współczynnik ma specjalną nazwę ze względu na standaryzację: środek ciężkości.

Gęstości właściwe są zatem bezjednostkowe i są po prostu współczynnikiem liczbowym, który można pomnożyć przez medium standaryzacyjne (woda lub powietrze w zależności od rozważanego materiału), aby określić gęstość materiału.

Subtelności stosunku gęstości do pieczenia ciast

Co z ciastem? Jak możemy ustalić, ile cukru i mąki potrzebuje nasze ciasto? Pamiętaj, że waga tych dwóch powinna być podobna, ale to nie znaczy, że możemy wrzucić po jednym kubku do naszego ciasta.

Gęstość granulowanego cukru wynosi 0,85 g / cm3, a gęstość mąki uniwersalnej wynosi 0,53 g / cm3. Natychmiast możemy obliczyć stosunek gęstości cukru do mąki: 0,85 / 0,53 = 1,6. Z tego wiemy, że przy tej samej objętości cukru i mąki cukier będzie 1,6 razy cięższy.

Więc jeśli przepis wymaga 1 szklanki cukru, musimy dodać 1,6 szklanki mąki uniwersalnej, aby proporcja została zachowana, a nasze ciasto prawidłowo rosło.

Oczywiste jest, że stosunki są doskonałym sposobem na szybkie określenie, w jaki sposób masy i objętości różnych materiałów są ze sobą powiązane.