![Gęstość, masa, objętość #8 [ Substancje i ich właściwości ]](https://i.ytimg.com/vi/LpnMIz1N3oE/hqdefault.jpg)
Zawartość
Gęstość (D) to ilość zdefiniowana jako masa (m) na jednostkę objętości (v): D = m ÷ v. Ponieważ te trzy wielkości są ze sobą powiązane, możesz znaleźć jedną z nich, jeśli znasz pozostałe dwie. Jest to bardziej pomocne niż się wydaje, ponieważ gęstość jest często znaną wielkością, którą można sprawdzić, zakładając, że znasz skład materiału. Obliczenia są proste dla ciał stałych, ale sprawy stają się bardziej skomplikowane dla cieczy, których gęstość zmienia się wraz z temperaturą, oraz dla gazów, dla których gęstość zależy od temperatury i ciśnienia.
Użyj spójnych jednostek
Równanie dotyczące gęstości, masy i objętości jest proste i pozwala obliczyć gęstość materiału, jeśli zmierzysz jego masę i objętość. Jedynym zastrzeżeniem jest to, że musisz dokonywać pomiarów w tym samym systemie. Na przykład, jeśli mierzysz masę w kilogramach, powinieneś mierzyć objętość w metrach sześciennych, a jeśli mierzysz objętość w kwartałach, powinieneś mierzyć masę w funtach. Trzy systemy, których prawdopodobnie będziesz używać, to CGS (centymetry, gramy, sekundy), MKS, (metry, kilogramy, sekundy) i British Imperial. Najczęściej używanymi jednostkami gęstości w tych trzech systemach są:
Obliczenia gęstości
Przykład: Załóżmy, że masz zlewkę pełną tajemniczego wodnego roztworu. Obliczenie jego gęstości i porównanie z czystą wodą może pomóc określić jej skład.
Obliczyć objętość roztworu, mierząc wymiary zlewki i poziom płynu, i okazuje się, że wynosi 355 ml. Ponieważ mililitr to centymetr sześcienny, należy znaleźć masę w gramach. Okazuje się, że jego 372 gm. Gęstość wynosi zatem 372 gm ÷ 355 ml = 1,05 gm / ml. To tylko trochę gęstsze niż czysta woda (1 gm / ml), więc wszystko, co rozpuszcza się w wodzie, ma niskie stężenie.
Przykład: Znajdziesz dużą skałę o mniej więcej kulistym kształcie i chcesz poznać jej skład. Znalezienie jego gęstości może pomóc ci to ustalić.
Obliczyć objętość skały, mierząc jej średnicę i dzieląc przez 2, aby znaleźć jej promień (r). Objętość kuli wynosi 4 / 3πr3, więc jeśli skała ma promień 10 cali, jej objętość wynosi 418,67 cali sześciennych. Przelicz na stopy sześcienne, mnożąc przez 0,00057. Wynik to 0,239 stóp sześciennych. Jeśli skała waży 40 funtów, jej gęstość wynosi 40 funtów / 0,239 stóp3 = 167. 36 funtów / stóp3. Jest to bardzo zbliżone do gęstości granitu, więc istnieje duża szansa, że skała jest litym granitem.
Korzystanie z tabel gęstości
Jeśli masz obiekt wykonany ze znanego materiału, możesz sprawdzić jego gęstość w tabeli. Informacje te pozwalają obliczyć jego objętość poprzez zważenie. Jeśli znasz już jego objętość, możesz obliczyć jej masę. Wszystko, co musisz zrobić, to zmienić układ równania gęstości, aby wyrazić pożądany parametr w odniesieniu do pozostałych dwóch.
Przykład: Załóżmy, że masz złoty posąg i chcesz znaleźć jego objętość.
D = m ÷ v, więc v = m ÷ D
Uważasz, że posąg waży 2 kg. W tabeli gęstość złota wynosi około 19 300 kg / m3. Po wpisaniu liczb, objętość wynosi 2 kg ÷ 19,300 kg / m3 = 0,0001 m3 lub około jednej dziesiątej litra.
Przykład: Ile waży mililitr rtęci?
D = m ÷ v, więc m = Dv
Gęstość rtęci wynosi 13,6 g / ml, więc objętość 1 ml ma masę 13,6 gramów.