De tetthet Massen til et stoff er kvotienten mellom massen til prøven og volumet den opptar, og dens måleenhet er kg / m3 i det internasjonale systemet for enheter. Den greske bokstaven ρ (rho) brukes ofte til å betegne den.
Tettheten av vann, som er universell væske, er 1000 kg / m3 eller 1 g / cm3 ved 25 ºC, siden tettheten gjennomgår endringer med temperatur og trykk.
Mange ganger blir gjenstander med samme dimensjoner funnet, og likevel er noen lettere og andre er tyngre. Dette skyldes forskjeller i tetthet. Den letteste gjenstanden har lavere tetthet enn den tyngste.
Tetthet er en intens egenskap for materie, som ikke avhenger av mengden av prøven som undersøkes, siden det er forholdet mellom masse og volum som forblir konstant for det samme stoffet. Dette gjør det mulig å skille ett stoff fra et annet.
Materialer har et bredt spekter av tettheter, de laveste er gassene, så enheten kg / m3 den er veldig stor og gram / liter eller g / L foretrekkes. Andre ofte brukte enheter er gram / milliliter eller gram / kubikkcentimeter.
Konseptet med tetthet er spesielt nyttig når du arbeider med kontinuerlige medier som væsker, enten det er gasser eller væsker..
I følge definisjonen gitt har tettheten en matematisk formel gitt av:
Der tetthet er ρ, m er masse og V er volum.
Tettheten til et objekt kan beregnes hvis massen og volumet tidligere er målt. Sistnevnte er ikke alltid lett, ettersom prøven kan være uregelmessig, men det er flere metoder.
Hvis prøven har en vanlig geometrisk form, er det formler som lar volumet beregnes ut fra dimensjonene. Når det gjelder massen, kan dette oppnås ved hjelp av en balanse.
Hvis objektet ikke er vanlig, kan volumet bestemmes ved å måle volumet som fortrenges ved å senke det helt ned i en væske som vann..
For dette brukes en gradert beholder og den fylles med et nøyaktig volum vann V1, så er objektet helt nedsenket og det nye volumet V målesto. Volumet på objektet er lik differansen Vto - V1.
For å bruke denne metoden må prøvestoffet ikke oppløses i vannet, og en målebeholder med passende størrelse må være tilgjengelig..
Archimedes 'prinsipp kan brukes til å finne tettheten til en solid prøve. Prinsippet sier at et legeme delvis eller helt nedsenket i en væske opplever en oppadgående kraft som kalles skyvekraft, hvis størrelse er lik vekten av væsken som fortrenges når kroppen plasseres.
For å bestemme tettheten til et objekt ved hjelp av Archimedes-prinsippet, følges følgende trinn:
Bestem massen mc av objektet ved hjelp av en skala.
Fyll en beholder med en væske hvis tetthet er kjent, som vanligvis er destillert vann. Denne verdien kalles m1.
Senk den faste gjenstanden helt ned i beholderen med vann, og pass på at den ikke berører veggene. Det observeres at væsken har et trykk OG på det faste stoffet oppover, og dette utøver i sin tur, ved Newtons tredje lov, en reaksjon av like stor størrelse på vannet, men i motsatt retning.
Ved å veie settet, oppnådde verdien, kalt mto, vil være beholderen fylt med vann pluss denne reaksjonen.
Fra ligningen for tetthet kan vi uttrykke kroppens volum V, som er lik volumet av fortrengt væske:
Massen av løsnet væske mF Det er ganske enkelt:
mF = mto −m1
Derfor:
Det er tettheten som definert ovenfor: forholdet mellom massen og volumet av prøven.
Ring også spesifikk tyngdekraft, Det er tettheten til ett stoff i forhold til et annet som tas som referanse. For faste stoffer og væsker er dette referansestoffet vann ved 4 ° C og 1 atm trykk, og for gasser er det tørr luft. Det beregnes av:
Relativ tetthet = tetthet av materiale / tetthet av vann
Både tettheten til materialet og vann må måles under de samme betingelser for trykk og temperatur, og uttrykkes i de samme enhetene..
Følgende bilde viser de relative tetthetene til stål og tre.
Siden tettheten av stål er 7800 kg / m3 og for vann er 1000 kg / m3, Den relative tettheten til stål, betegnet som sg, er:
sg = 7800/1000 = 7,8
På sin side er den relative tettheten av tre:
sg = 500/1000 = 0,5
Objekter med en relativ tetthet på mindre enn 1 flyter i vann, mens de med en relativ tetthet på mer enn 1 vask.
Den beregnes av kvotienten mellom massen til prøven og dens volum, inkludert porer og mellomrom med luft:
Tilsynelatende tetthet = Mass / Volum = (Mass partikler + Masse luft ) / (Volum partikler+ Volum luft)
Beregn tettheten til korken, vel vitende om at en kube laget med dette materialet, som måler 1,5 cm på en side, har en masse på 1 g.
Volumet til en kube er:
V = ℓ3 = (1,5 cm)3 = 3,375 cm3
Uttalelsen indikerer at massen m av kuben er m = 1 g, og erstatter derfor verdier i tetthetsligningen:
ρ = m / V = 1 g / 3,375 cm3 = 0,296 g / cm3
Hva er massen til en kule laget av osmium med en radius på 15 cm?
Starter fra tetthetsligningen:
Massen blir ryddet som:
m = ρ ∙ V
Det er nødvendig å beregne kulevolumet, gitt av formelen:
Hvor r er sfærens radius. Siden tettheten til osmium er 22570 kg / m3, Det er praktisk å uttrykke 15 cm i meter:
r = 15 cm = 15 × 10−2 m
V = (4/3) π × (15 × 10−2 m)3 = 0,01414 m3
Denne verdien erstattes i klaring for massen:
m = ρ ∙ V = 22570 kg / m3 × 0,01414 m3 = 319,1 kg
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.