De densitet Massan av ett ämne är kvoten mellan provets massa och volymen den upptar, dess måttenhet är kg / m3 i det internationella systemet för enheter. Den grekiska bokstaven ρ (rho) används ofta för att beteckna den.
Densiteten hos vatten, som är den universella vätskan, är 1000 kg / m3 eller 1 g / cm3 vid 25 ºC, eftersom densiteten genomgår förändringar med temperatur och tryck.
Många gånger hittas föremål med samma dimensioner, och ändå är vissa lättare och andra är tyngre, detta beror på skillnader i densitet. Det lättaste objektet har en lägre densitet än det tyngsta.
Densitet är en intensiv egenskap hos materia, som inte beror på mängden provmassa som undersöks, eftersom det är mass / volymförhållandet som förblir konstant för samma ämne. Detta gör det möjligt att skilja ett ämne från ett annat.
Material har ett brett spektrum av densiteter, de lägsta är gasernas, så enheten kg / m3 den är mycket stor och gram / liter eller g / L föredras. Andra enheter som ofta används är gram / milliliter eller gram / kubikcentimeter.
Begreppet densitet är särskilt användbart när man arbetar med kontinuerliga medier såsom vätskor, oavsett om det är gaser eller vätskor..
Enligt definitionen har densiteten en matematisk formel som ges av:
Där densitet är ρ, m är massa och V är volym.
Densiteten hos ett objekt kan beräknas om dess massa och volym tidigare har uppmätts. Det senare är inte alltid lätt, eftersom provet kan vara oregelbundet, men det finns flera metoder.
Om provet har en regelbunden geometrisk form finns det formler som gör att volymen kan beräknas baserat på dess dimensioner. När det gäller massan kan detta erhållas med hjälp av en balans.
Om objektet inte är regelbundet kan dess volym bestämmas genom att mäta den volym som förskjuts genom att helt sänka ner det i en vätska som vatten..
För detta används en graderad behållare och den fylls med en exakt volym vatten V1, sedan är objektet helt nedsänkt och den nya volymen V mätstvå. Objektets volym är lika med skillnaden V.två - V1.
För att använda denna metod får provämnet inte lösas upp i vattnet och en graderad behållare av lämplig storlek måste finnas tillgänglig..
Archimedes princip kan användas för att hitta densiteten hos ett fast prov. Principen säger att en kropp delvis eller helt nedsänkt i en vätska upplever en uppåtriktad kraft som kallas tryck, vars storlek är lika med vikten av den förflyttade vätskan när kroppen placeras.
För att bestämma densiteten för ett objekt med hjälp av Archimedes-principen följs följande steg:
Bestäm massan mc av objektet med hjälp av en skala.
Fyll en behållare med en vätska vars densitet är känd, som vanligtvis är destillerat vatten. Detta värde kallas m1.
Sänk ner det fasta föremålet helt i behållaren med vatten och se till att det inte rör vid väggarna. Det observeras att vätskan utövar ett tryck OCH på det fasta materialet uppåt, och detta i sin tur, enligt Newtons tredje lag, utövar en reaktion av lika stor storlek på vattnet, men i motsatt riktning.
Genom att väga uppsättningen, erhållet värde, kallat mtvå, kommer att vara den för behållaren fylld med vatten plus denna reaktion.
Från ekvationen för densitet kan vi uttrycka kroppens volym V, vilket är lika med volymen av förskjuten vätska:
Massan av den lossade vätskan mF Det är helt enkelt:
mF = mtvå −m1
Därför:
Det är densiteten som definierats ovan: förhållandet mellan massan och provets volym.
Ring också Specifik gravitation, Det är densiteten hos ett ämne i förhållande till ett annat som tas som referens. För fasta ämnen och vätskor är detta referensämne vatten vid 4 ° C och 1 atm tryck och för gaser är det torr luft. Det beräknas av:
Relativ densitet = densitet av material / densitet av vatten
Både materialets densitet och vatten måste mätas under samma tryck och temperatur och uttrycks i samma enheter..
Följande bild visar de relativa densiteterna av stål och trä.
Eftersom stålets densitet är 7800 kg / m3 och vatten är 1000 kg / m3, Den relativa densiteten för stål, betecknad som sg, är:
sg = 7800/1000 = 7,8
För sin del är träets relativa densitet:
sg = 500/1000 = 0,5
Objekt vars relativa densitet är mindre än 1 flyter i vatten, medan de vars relativa densitet är större än 1 handfat.
Den beräknas av kvoten mellan provets massa och dess volym, inklusive porer och luftrum:
Tydlig densitet = Mass / Volym = (Mass partiklar + Massa luft ) / (Volym partiklar+ Volym luft)
Beräkna korkens densitet, med vetskap om att en kub tillverkad med detta material, som mäter 1,5 cm på en sida, har en massa på 1 g.
Volymen på en kub är:
V = ℓ3 = (1,5 cm)3 = 3,375 cm3
Uttalandet indikerar att kubens massa m är m = 1 g, därför ersätter värden i densitetsekvationen:
ρ = m / V = 1 g / 3,375 cm3 = 0,296 g / cm3
Vad är massan av en sfär gjord av osmium med en radie på 15 cm?
Med utgångspunkt från densitetsekvationen:
Massan rensas som:
m = ρ ∙ V
Det är nödvändigt att beräkna sfärens volym, vilken ges med formeln:
Där r är sfärens radie. Eftersom osmiumdensiteten är 22570 kg / m3, Det är bekvämt att uttrycka 15 cm i meter:
r = 15 cm = 15 × 10−2 m
V = (4/3) π × (15 × 10−2 m)3 = 0,01414 m3
Detta värde ersätts i massan med spelrummet:
m = ρ ∙ V = 22570 kg / m3 × 0,01414 m3 = 319,1 kg
Ingen har kommenterat den här artikeln än.