Как са свързани плътността, масата и обемът?

​Плътностописва съотношението маса към обем на обект или вещество.Масаизмерва съпротивлението на материала за ускоряване, когато върху него действа сила. Според втория закон за движение на Нютон (F = ma), чистата сила, действаща върху даден обект, е равна на произведението от неговото масово ускорение.

Това официално определение за маса ви позволява да го поставите в други контексти като изчисляване на енергия, импулс, центростремителна сила и гравитационна сила. Тъй като гравитацията е почти еднаква по повърхността на Земята, теглото се превръща в добър показател за масата. Увеличаването и намаляването на количеството измерен материал увеличава и намалява масата на веществото.

• Плътността на обекта е съотношението на масата към обема на обекта. Масата е колко се противопоставя на ускорението, когато към нея се приложи сила и като цяло означава колко има обект или вещество. Обемът описва колко място заема обектът. Тези количества могат да се използват при определяне на налягане, температура и други характеристики на газове, твърди вещества и течности.

Има ясна връзка между маса, плътност и обем. За разлика от масата и обема, увеличаването на количеството измерен материал не увеличава или намалява плътността. С други думи, увеличаването на количеството сладка вода от 10 грама на 100 грама също ще промени обема от 10 милилитра до 100 милилитра, но плътността остава 1 грам на милилитър (100 g ÷ 100 mL = 1 g / mL).

Това прави плътността полезно свойство при идентифицирането на много вещества. Тъй като обаче обемът се отклонява с промени в температурата и налягането, плътността може да се променя и с температурата и налягането.

За дадена маса исила на звука,колко физическо пространство заема материалът, на обект или вещество, плътността остава постоянна при дадена температура и налягане. Уравнението за тази връзка е

в койтоρ(rho) е плътност,ме маса иVе обем, което прави единица плътност kg / m³. Реципрочната плътност (1/ρ) е известен катоспецифичен обем, измерено в m³ /kg.

Обемът описва колко място заема дадено вещество и се дава в литри (SI) или галони (английски). Обемът на дадено вещество се определя от това колко материал присъства и доколко частиците на материала са опаковани заедно.

В резултат на това температурата и налягането могат значително да повлияят на обема на веществото, особено на газовете. Както при масата, увеличаването и намаляването на количеството материал също увеличава и намалява обема на веществото.

За газовете обемът винаги е равен на контейнера, в който е газът. Това означава, че за газовете можете да свържете обема с температурата, налягането и плътността, като използвате закона за идеалния газ

в койтоPе налягане в атм (атмосферни единици),Vе обем в m³ (метри в куб),не броят на моловете на газа,Rе универсалната газова константа (R= 8,314 J / (mol x K)) иTе температурата на газа в Келвин.

•••Syed Hussain Ather

Още три закона описват връзката между обема, налягането и температурата, тъй като те се променят, когато всички останали величини се поддържат постоянни. Уравненията са известни като закон на Бойл, закон на Гей-Люсак и закон на Чарлз.

Във всеки закон левите променливи описват обема, налягането и температурата в начален момент от времето, докато десните променливи ги описват в друг по-късен момент от време. Температурата е постоянна за закона на Бойл, обемът е постоянен за закона на Гей-Люсак и налягането е постоянен за закона на Чарлз.

Тези три закона следват същите принципи на закона за идеалния газ, но описват промените в контекста на температурата, налягането или обема, поддържани постоянни.

Въпреки че хората обикновено използват маса, за да посочат колко от дадено вещество присъства или колко тежко е дадено вещество, различните начини хората се позовават на маси от различни научни явления означава, че масата се нуждае от по-единна дефиниция, която да обхваща всичките й използва.

Обикновено учените говорят за субатомни частици, като електрони, бозони или фотони, които имат много малко количество маса. Но масите на тези частици всъщност са просто енергия. Докато масата на протоните и неутроните се съхранява в глюони (материалът, който поддържа протоните и неутроните заедно), масата на електрона е много по-незначителна, като се има предвид, че електроните са около 2000 пъти по-леки от протоните и неутроните.

Глуоните представляват силната ядрена сила, една от четирите основни сили на Вселената заедно електромагнитна сила, гравитационна сила и слаба ядрена сила, задържайки неутроните и протоните свързани заедно.

Въпреки че размерът на цялата Вселена не е точно известен, наблюдаваната Вселена, материята във Вселената, която учените са изследвали, има маса около 2 х 10⁵⁵ g, около 25 милиарда галактики с размерите на Млечния път. Това обхваща 14 милиарда светлинни години, включително тъмна материя, материя, която учените не са напълно сигурни от какво е направена и светеща материя, какво представлява звездите и галактиките. Плътността на Вселената е около 3 х 10^-30 g / cm³.

Учените излизат с тези оценки, наблюдавайки промени в космическия микровълнов фон (артефакти на електромагнитно излъчване от примитивни етапи на Вселената), суперклъстери (клъстери на галактики) и нуклеосинтеза от Големия взрив (производство на неводородни ядра през ранните етапи на вселена).

Учените изучават тези характеристики на Вселената, за да определят нейната съдба, дали тя ще продължи да се разширява или в даден момент сама по себе си ще се срине. Тъй като Вселената продължава да се разширява, учените смятаха, че гравитационните сили придават на обектите привлекателна сила помежду си, за да забавят разширяването.

Но през 1998 г. наблюденията на космическия телескоп „Хъбъл“ на далечни свръхнови показаха, че Вселената е била разширяването на Вселената, което се е увеличило с времето. Въпреки че учените не бяха разбрали какво точно причинява ускорението, това разширяване ускорението накара учените да теоретизират, че тъмната енергия, името на това непознато явление, би го направила отчете това.

Остават много загадки за масата във Вселената и те представляват по-голямата част от масата на Вселената. Около 70% от масовата енергия във Вселената идва от тъмната енергия и около 25% от тъмната материя. Само около 5% идва от обикновената материя. Тези подробни снимки на различни видове маси във Вселената показват колко разнообразна може да бъде масата в различен научен контекст.

Гравитационната сила на обект във вода иплаваща силакоето го държи нагоре, определя дали даден обект плава или потъва. Ако плаващата сила или плътност на обекта е по-голяма от тази на течността, той се носи и ако не е, потъва.

Плътността на стоманата е много по-висока от плътността на водата, но оформена по подходящ начин, плътността може да бъде намалена с въздушни пространства, създавайки стоманени кораби. Плътността на водата, която е по-голяма от плътността на леда, също обяснява защо ледът плава във вода.

​Специфично теглое плътността на веществото, разделена на плътността на еталонното вещество. Тази справка е или въздух без вода за газове, или прясна вода за течности и твърди вещества.