Плътноствъв физиката е мярка за количеството на нещо, което съществува в дадено физическо пространство (обем). По-голямата част от времето „плътност“ се приема по конвенция, за да означава „плътност на масата“, но като концепция тя просто описва колко претъпкано е нещо.
Плътността на населението на Хонконг например е изключително висока, докато тази на Сибир е изключително ниска. Но във всеки случай „хората“ са обект на анализ.
За вещества, състоящи се от един елемент в някакво количество (например грам чисто злато или сребро) или хомогенна смес от елементи (като литър дестилирана вода, която включва водород и кислород в известно, фиксирано съотношение), може да се предположи, че няма значителни промени в плътността в рамките на проба.
Това означава, че ако плътността на 60-килограмовия хомогенен обект пред вас е 12 кг / л, всяка избрана малка част от обекта трябва да има тази стойност за неговата плътност.
Определена плътност
Плътността е определена с гръцката буква rho (ρ) и е просто маса
мразделен на обемV. Единиците на SI са kg / m3, но g / mL или g / cc (1 mL = 1 cc) са по-често срещани единици в лабораторните настройки. Тези единици всъщност са избрани да определят плътността на водата 1,0 при стайна температура.- Плътност на ежедневните материали:Както можете да очаквате, златото има много висока плътност (19,3 g / cc). Натриевият хлорид (готварска сол) се проверява при 2,16 g / cc.
Примери за средна плътност
В зависимост от вида на веществото или наличните вещества има редица начини за решаване на проблема със смесването на плътността.
Най-простото е, когато ви бъде даден набор от N обекта и бъдете помолени да определите средната плътност на обектите в комплекта. Този вид пример би възникнал в ситуации, в които елементите в набора са от един и същ основен "тип" (напр. Хора в Англия, дървета в дадена гора в Монтана, книги в градска библиотека в Тенеси), но може много в съответната характеристика (напр. тегло, възраст, брой страници).
ПРИМЕР:Получават се три блока с неизвестен състав, които имат следните маси и обеми:
- Скала А: 2250 g, 0,75 L
- Скала В: 900 g, 0,50 L
- Скала С: 1850 g, 0,50 L
а) Изчислете средната стойност на плътността на скалите в комплекта.
Това се прави чрез изчисляване на индивидуалните плътности на всяка скала, добавяне на тези заедно и разделяне на общия брой скали в комплекта:
\ frac {(2250 / 0,75) + (900 / 0,50) + (1,650 / 0,60)} {3} = \ frac {(3 000 + 1 800 + 3 700)} {3} = 2833 \ text {g / L}
б) Изчислете средната плътност на набора от скали като цяло.
В този случай просто разделяте общата маса на общия обем:
\ frac {(2250 + 900 + 1850)} {(0,75 +0,50 + 0,50)} = \ frac {5000} {1,75} = 2857 \ frac {g / cc}
Числата се различават, защото скалите не допринасят по еднакъв начин за тези изчисления.
Формула за средна плътност: Смес от вещества
ПРИМЕР:Получавате 5-L (5000 cc или mL) парче материал от друга планета и му казвате, че се състои от три слети парчета от следните елементи в изброените пропорции по обем:
- Дебелина (ρ = 15 g / ml): 15%
- Ватерий (ρ = 1 g / ml): 60%
- Тинний (ρ = 0,5 g / ml): 25%
Каква е плътността на парчето като цяло?
Тук първо преобразувате процентите в десетични и ги умножавате по индивидуалните плътности, за да получите средната плътност на сместа:
(0,15) (15) + (0,60) (1,0) + (0,25) (0,50) = 2,975 \ текст {g / cc}