Материалите плават или потъват, базирайки се основно на плътността. Тъй като кубчетата лед са малко по-плътни от водата, кубчетата лед се носят във вода. Тъй като стоманата е по-малко плътна от живака, но по-плътна от водата, стоманен сачмен лагер плава в течен живак, но потъва във вода. Разбирането на плътността започва с разбирането как да се изчисли.
Определение и формула на плътността
Плътността е съотношението на масата към обема на обекта и като такава плътността е по-скоро изчислена, отколкото измерена стойност. Намирането на плътност изисква измерване както на масата, така и на обема на даден обект. Плътността се използва за описване на твърди вещества, течности и газове.
Формулата на плътността в химията е плътност равна на масаМразделен на обемV. Плътността може да бъде представена отдили от гръцката буква rho (ρ), така че формулата може да бъде записана като:
D = \ frac {M} {V} \\ \ text {или} \; ρ = \ frac {M} {V}
В геологията специфичното тегло се използва повече от плътността, но двете са тясно свързани. Специфичното тегло се състои от плътността на обекта, разделена на плътността на водата (1,0 g / cm
Единици за плътност
За твърдите части единиците плътност в метричната система обикновено се отчитат като грамове (маса) на кубичен сантиметър (обем), записани като g / cm3. Плътността може също да се отчете като килограми на кубичен метър (kg / m3), килограми на кубичен сантиметър (kg / cm3) или грамове на кубичен метър (g / m3).
По-рядко плътността може да се отчете като лири (маса) на кубичен фут (обем), записани като lb / ft3, лири на кубичен инч (lb / in3) или лири на кубичен двор (lb / yd3).
За течностите плътността най-често се отчита като грамове на милилитър (g / ml), докато плътността на газовете обикновено се отчита като грамове на литър (g / L). Плътността на течностите и газовете обаче се променя в зависимост от налягането и температурата, така че обикновено ще се докладва по отношение на стандартно налягане (една атмосфера) и температура (25 ° C за течности и 0 ° C за газове).
Измерване на маса
Намирането на масата на твърдите вещества изисква използването на везна с три лъча или електронна везна, която измерва масата. Поставете пробата върху тавата, след което следвайте процедурата за инструмента, за да намерите масата. Ако измервате масата на прах или течност, първо намерете масата на контейнер, след това добавете праха или течността и измерете общата маса, преди да извадите масата на контейнера.
Измерващ обем
Намирането на обема на правилен многоъгълник просто изисква измерване на размерите на твърдото тяло и търсене на формулата за формата. Например, правоъгълен блок с размери 10 сантиметра на 5 сантиметра на 2 сантиметра има обем 10 × 5 × 2 или 100 кубически сантиметра.
Намирането на обем на твърди тела с неправилна форма използва Архимедов принцип на изместване. Измерете известно количество вода в градуиран цилиндър, поставете обекта с неправилна форма в цилиндъра и прочетете градуирания цилиндър, за да определите промяната в обема. Изместената вода, показана от промяната в отчитането на градуирания цилиндър, е равна на обема на поставения обект.
За течности обемът може да бъде директно измерен с помощта на градуиран цилиндър.
Изчисления за намиране на плътност
За да намерите плътност, разделете измерената маса на измерения обем (д = М ÷ V).
Примери за формула на плътност: Твърди вещества
Ако куб от материал с размери 1 сантиметър от всяка страна има маса 7,90 грама, изчисляването на плътността става
D = \ frac {7.90 \; \ text {g}} {1 \; \ text {cm} × 1 \; \ text {cm} × 1 \; \ text {cm}} = 7.90 \; \ text {g / см} ^ 3
Материалът е най-вероятно желязо.
Масата на обект с неправилна форма се измерва като 211,4 грама. Обемът на изместената вода е равен на 20 милилитра. Тъй като един милилитър вода заема един кубичен сантиметър обем, обемът на обекта е равен на 20 кубически сантиметра. Попълването на формулата показва
D = \ frac {211.4 \; \ text {g}} {20 \; \ text {cm} ^ 3} = 10.57 \; \ text {g / cm} ^ 3
Материалът е най-вероятно сребро.
Примери за формула за плътност: Течности
Течността с обем 50 милилитра (mL) има маса 63 грама (g). Така
D = \ frac {63 \; \ text {g}} {50 \; \ text {mL}} = 1,26 \; \ text {g / mL}
Течността вероятно е глицерин.
Течност с измерена маса от 338,75 грама заема обем от 25 милилитра. Попълването на формулата за плътността показва
D = \ frac {338.75 \; \ text {g}} {25 \; \ text {mL}} = 13.55 \; \ text {g / mL}
Течността вероятно е живак.
Онлайн калкулатор за формула на плътност
Предлагат се онлайн калкулатори на формули за плътност. Две от трите променливи (маса, обем или плътност) обаче трябва да бъдат известни (вж. Ресурси).