Zawartość
- Co to jest gęstość objętościowa?
- Obliczanie objętości lodu
- Szybki sposób na konwersję lodu na objętość wody
- Napiwki
- Waga, masa i objętość
Jest gorący letni dzień i chcesz zrobić sobie fajną szklankę lemoniady. Dodajesz trochę lodu do drinka, a lemoniada się rozlewa! Ale twój przyjaciel, który dodał lód do swojego napoju przed nalaniem lemoniady, nie ma wycieków, nawet gdy lód topi się w napoju.
Aby zrozumieć to zjawisko, musisz zrozumieć, jak zmienia się gęstość wody wraz z temperaturą.
Co to jest gęstość objętościowa?
Aby zrozumieć, jak obliczyć objętościowy stosunek lodu do wody, możesz zapytać: „1 szklanka lodu równa się ilości wody?” Aby odpowiedzieć na to pytanie, musisz zrozumieć gęstość.
Gęstość objętościowa wody opisuje masę wody, która żyje w jednej jednostce objętości. Wymiary gęstości objętościowej są zatem masa na jednostkę objętości. Jednostkami mogą być gramy na mililitr jednostki (g / ml), kg na jednostkę litra (kg / l) lub dowolna inna jednostka masy na jednostkę objętości. Gęstość ciekłej wody jest naprawdę łatwa do zapamiętania: wynosi 1 g / ml.
Obliczanie objętości lodu
Woda jest w rzeczywistości bardzo niezwykłą substancją, ponieważ woda stała (zwana lodem) jest mniej gęsta niż woda płynna. Gęstość lodu wynosi 0,92 g / ml, co oznacza, że jeśli weźmiesz jeden gram wody i włożysz do zamrażarki, to po wyjęciu go zwiększy objętość i zajmie więcej miejsca niż w stanie płynnym.
I odwrotnie, (pamiętaj lemoniadę z wcześniejszych czasów), jeśli zaczniesz od drinka z kilkoma kostkami lodu, a one się stopią, poziom wody w filiżance faktycznie pozostanie taki sam, ponieważ pływający lód zajmuje tyle miejsca, ile jego część zanurzona zrobiła się po stopieniu.
Ale co, jeśli masz jeden solidny kubek lodu? Ile szklanek wody wypijesz, gdy lód się stopi?
Zacznij od konwersji kubków amerykańskich na mililitry: 1 szklanka amerykańska = 236,888 ml, aby użyć znanej gęstości w gramach na mililitr. Teraz pomnóż objętość w mililitrach przez gęstość lodu, aby uzyskać gramy wody, która nie zmienia się wraz ze zmianą temperatury wody.
Dlatego masa wody wynosi 236,588 ml razy 0,92 g / ml = 217,661 g wody. Aby obliczyć objętość 217,661 gramów ciekłej wody, wystarczy podzielić gramy wody przez gęstość ciekłej wody: 217,661 g / (1 g / ml) = 217,661 ml lub około 0,92 szklanki wody.
Naprawdę dobrym sposobem na sprawdzenie swojej pracy jest sprawdzenie, czy otrzymana odpowiedź „ma sens”. W tym przypadku wiesz o tym objętość zmniejsza się, gdy lód topi się w ciekłą wodę. Jeśli więc zmniejszysz głośność, jesteś na dobrej drodze! Patrząc na liczby, ustalono, że około 237 mililitrów lodu topi się do około 218 mililitrów ciekłej wody; więc odpowiedź „ma sens!”
Szybki sposób na konwersję lodu na objętość wody
Warto pamiętać o pełnej procedurze obliczania objętości na podstawie gęstości, ale użycie stosunku lodu do wody jest szybkim sposobem wykonania tego obliczenia.
Stosunek gęstości to po prostu gęstość jednego podzielona przez gęstość drugiego: Gęstość lodu do wody wynosi 0,92. Stosując ten współczynnik, można po prostu pomnożyć objętość lodu przez 0,92, co jest współczynnikiem konwersji objętości lodu na płynną wodę.
Zauważ, że wcześniej mogłeś użyć tego współczynnika, aby szybko obliczyć, że 1 szklanka lodu daje 0,92 szklanki ciekłej wody.
Zasadniczo, podobnie jak w przypadku konwersji objętości lodu na wodę, można również użyć współczynników do szybkiej konwersji w innych sytuacjach.
Napiwki
Waga, masa i objętość
Wszystkie te terminy, waga, masa i objętość mają tak zwane „jednostki”. Każdy mówi nam, jaki rodzaj wielkości jest mierzony.
Ciężar jest siłą obiektu wynikającą z jego masy i lokalnego przyspieszenia grawitacji, ale masa to tylko ilość materii w obiekcie. Masa obiektu zmienia się tylko wtedy, gdy ktoś fizycznie wycina jego część z obiektu i zabiera go, ale ciężar obiektu może się zmienić, jeśli ktoś przeniesie go z doliny na szczyt góry.
Z drugiej strony objętość to ilość przestrzeni fizycznej potrzebnej na pewną ilość masy.
Ważne jest, aby pamiętać o różnicach między tymi ilościami, aby mieć pewność, że odpowiedzi „mają sens”!