Gostota

Pojasnjujemo, kakšna je gostota, njegova formula, kako jo izračunati, vrste, ki obstajajo, in dajejo več primerov

Med dvema predmetoma enake prostornine je tisti z največjo gostoto ena, ki ima največjo maso

Kaj je gostota?

The gostota mase snovi je količnik med maso vzorca in prostornino, ki jo zaseda, saj je njegova merilna enota kg/m³ V mednarodnem sistemu enot. Grška črka ρ (Rho) se pogosto uporablja za označevanje.

Gostota vode, ki je univerzalna tekočina, je 1000 kg/m³ o 1 g/cm³ pri 25 ° C, ker se gostota doživlja s temperaturo in tlakom.

Velikokrat obstajajo predmeti z enakimi dimenzijami, vendar so nekateri lažji in težji, to je posledica razlik v gostoti. Lažji objekt ima manj gostote kot najtežji.

Gostota je intenzivna lastnost snovi, ki ni odvisna od količine mase vzorca, ki se pregleda, saj je delež mase/volumna, ki ostane konstanten za isto snov. To omogoča razlikovanje snovi od drugega.

Materiali imajo široko paleto gostote, mladoletniki so plini, zato enota kg/m³ Je zelo velik in je prednostni grami/liter ali g/l. Druge pogosto uporabljene enote so grami/mililiter ali grami/kubični centimeter.

Koncept gostote je še posebej uporaben pri delu z neprekinjenimi sredstvi, kot so tekočine, ne glede na to, ali so plini ali tekočine.

Formula gostote

Po dani definiciji ima gostota matematično formulo, ki jo daje:

Kjer je gostota ρ, je m masa in v volumnu.

Kako se meri gostota?

Gostota predmeta je mogoče izračunati, če se njegova masa in prostornina prej merita. Slednje ni vedno enostavno, saj je vzorec lahko nepravilen, vendar obstaja več metod.

Vam lahko služi: Mars (planet)

Geometrijska metoda

Če ima vzorec običajno geometrijsko obliko, obstajajo formule, ki omogočajo izračun volumna glede na njegove dimenzije. Kar zadeva testo, je to mogoče dobiti s pomočjo ravnotežja.

Metoda vzpostavitve: premik v količini

Merjenje prostornine ključa s premikanim prostornino

Če predmet ni reden, lahko njegovo prostornino določimo z merjenjem premikanega volumna, ko je popolnoma potopljen v tekočino, kot je voda.

Za to se uporablja diplomirani zabojnik in napolnjen z natančno količino vode V₁, Potem je predmet popolnoma potopljen in izmeri nov zvezek V₂. Obseg predmeta je enak razliki v₂ - V₁.

Če želite uporabiti to metodo.

Gostota skozi načelo Archimedes

Načelo Archimedes lahko uporabite za ugotovitev gostote trdnega vzorca. Načelo navaja, da je delno ali popolnoma potopljeno telo podvrženo naraščajoči sili, ki se imenuje pritisk, katere velikost je enaka teži razseljene tekočine.

Za določitev gostote predmeta skozi načelo Archimedes se sledijo tem korakom:

• Korak 1

Določite maso m_c predmeta skozi ravnotežje.

• 2. korak

Napolnite posodo s tekočino, katere gostota je znana, ki je običajno destilirana voda. Ta vrednost se imenuje M₁.

• Korak 3

Trden predmet v posodi popolnoma potopite z vodo in pazite, da se ne dotikam sten. Opazimo, da tekočina izvaja potisk In Na trdni trdni snovi, in to po Newtonovem tretjem zakonu izvaja reakcijo enake velikosti na vodi, vendar v nasprotni smeri.

Vam lahko služi: fizika trdnega stanja: lastnosti, struktura, primeri

Če želite tehtati niz, pridobljeno vrednost, imenovano m₂, To bo tisto, kar je posoda, polna z vodo, bolj ta reakcija.

• 4. korak

Iz enačbe za gostoto se lahko izraža volumen V telesa, kar je enakovredno volumnu izpodrivane tekočine:

Kjer m_c in ρ_c Masa in gostota telesa sta, medtem ko je m_F in ρ_c So masa in gostota razseljene tekočine. Iz tega izraza se razčisti gostota telesa ρ_c:

Masa tekočine je izselila m_F Preprosto:

m_F = m₂ −m₁

Zato:

Vrste gostote

Absolutna gostota  

To je gostota, kot je bilo predhodno opredeljeno: količnik med maso in prostornino vzorca.

Relativna gostota

Poklical tudi Specifična težnost, To je gostota snovi glede na drugo, ki se jemlje kot referenca. Za trdne snovi in ​​tekočine je ta referenčna snov voda pri 4 ° C in 1 atm tlaka, za pline pa je suh zrak. Izračuna se:

Relativna gostota = gostota vode/gostote vode

Tako gostota materiala kot vodo je treba izmeriti pod enakimi pogoji tlaka in temperature ter se izraziti v istih enotah.

Naslednja slika prikazuje relativne gostote jekla in lesa.

Ker je gostota jekla 7800 kg/m³ In voda je 1000 kg/m³, Relativna gostota jekla, označena kot SG, je:

SG = 7800 /1000 = 7.8

Relativna gostota lesa je:

SG = 500 /1000 = 0.5

Predmeti, katerih relativna gostota je manjša od 1 plavajoče v vodi, tisti, katerih relativna gostota je večja od 1 umivalnika.

Navidezna gostota

Izračuna se s količnikom med maso vzorca in njeno prostornino, vključno z pore in zračnimi presledki:

Vam lahko služi: Naključna napaka: formula in enačbe, izračun, primeri, vaje

Navidezna gostota = masa / volumen = (masa _delci + Masa _zrak )/ (Glasnost _delci+ Glasnost _zrak)

Primeri gostote

• Najlažja kovina od vseh je litij, z gostoto 530 kg/m³
• Gostota krvi je 1060 kg/m³
• Osmium je najbolj znana kovina, z gostoto 22570 kg/m³
• Quarks plazma ima gostoto 1 × 10¹⁹ kg/m³

Rešene vaje

Vaja 1

Izračunajte gostoto plute, vedoč, da je kocka, narejena s tem materialom, ki meri 1.5 cm, ima maso 1 g.

• Rešitev

Obseg kocke je:

V = ℓ³ = (1.5 cm)³ = 3.375 cm³

Izjava kaže, da je masa m kocke m = 1 g, zato nadomešča vrednosti v enačbi gostote:

ρ = m / v = 1G / 3.375 cm³ = 0.296 g/cm³

Vaja 2

Kakšna je masa krogle, narejene iz 15 cm radia osmium?

• Rešitev

Začenši iz enačbe gostote:

Testo se očisti kot:

M = ρ ∙ V

Je treba izračunati prostornino krogle, ki jo daje formula:

Biti polmer krogle. Ker je gostota osmija 22570 kg/m³, Priročno je izraziti 15 cm v metrih:

R = 15 cm = 15 × 10⁻² m

V = (4/3) π × (15 × 10⁻² m)³ = 0.01414 m³

Ta vrednost je nadomeščena v razmerju testa:

M = ρ ∙ V = 22570 kg/m³ × 0.01414 m³ = 319.1 kg

Reference

1. Chang, R. 2013. Kemija. 11VA. Izdaja. McGraw Hill Education.
2. Giancoli, d.  2006. Fizika: načela z aplikacijami. 6. Ed Prentice Hall.
3. Shipman, j. 2009. Uvod v fizikalno znanost. Dvanajsta izdaja. Brooks/Cole, Cengage Editions.
4. Tippens, str. 2011. Fizika: pojmi in aplikacije. 7. izdaja. McGraw Hill.
5. Univerza v Antiokiji. Gostota trdnih snovi. Okrevano od: poučevanje.ti.Edu.co.