Je horký letní den a chcete si udělat pěknou sklenici limonády. Do nápoje přidáte led a limonáda se rozlije! Ale váš přítel, který přidal led do svého nápoje před nalitím limonády, nemá žádné rozlití, i když se led roztaví do nápoje.
Abyste porozuměli tomuto jevu, musíte pochopit, jak se hustota vody mění s teplotou.
Co je objemová hustota?
Abyste pochopili, jak vypočítat objemový poměr ledu a vody, můžete se zeptat: „1 šálek ledu se rovná kolik vody?“ Chcete-li odpovědět na tuto otázku, musíte pochopit hustotu.
Objemová hustota vody popisuje množství vody, které žije v jedné objemové jednotce. Rozměry objemové hustoty jsou proto hmotnost na jednotku objemu. Jednotkami mohou být gramy na jednotku mililitru (g / ml), kg na jednotku litru (kg / l) nebo jakákoli jiná jednotka hmotnosti na jednotku objemu. Hustota kapalné vody je opravdu snadno zapamatovatelná: je 1 g / ml.
Výpočet objemu ledu
Voda je ve skutečnosti velmi neobvyklá látka, protože pevná voda (led) je méně hustá než kapalná voda. Hustota ledu je 0,92 g / ml, což znamená, že pokud vezmete jeden gram vody a vložíte do mraznička, když ji vyjmete, zvětší se její objem a zabírá více místa, než když byla kapalný.
Naopak (pamatujte na limonádu z dřívějších dob), pokud začnete s nápojem s několika kostkami ledu a roztají se, hladina vody v šálek ve skutečnosti zůstane stejný, protože plovoucí led zabírá jen tolik místa, kolik jeho ponořená část udělala roztavený.
Ale co když máte jeden pevný pohár ledu? Kolik šálků vody budete mít, když se led roztaje?
Začněte převodem amerických kelímků na mililitry: 1 americký kelímek = 236 588 ml, abyste mohli použít známou hustotu v jednotkách gramů na mililitr. Nyní vynásobte objem v mililitrech hustotou ledu, abyste získali gramy vody, která se nemění se změnami teploty vody.
Proto je hmotnost vody 236 588 ml krát 0,92 g / ml = 217 661 g vody. Chcete-li vypočítat objem 217 661 gramů kapalné vody, jednoduše vydělte gramy vody hustotou kapalné vody: 217 661 g / (1 g / ml) = 217 661 ml nebo přibližně 0,92 šálku vody.
Opravdu dobrý způsob, jak zkontrolovat svou práci, je zkontrolovat, zda odpověď, kterou jste dostali, „dává smysl“. V tomto případě to víte objem se sníží, když se led roztaví na kapalnou vodu. Pokud se tedy hlasitost snížila, jste na správné cestě! Při pohledu na čísla bylo zjištěno, že asi 237 mililitrů ledu taje na asi 218 mililitrů kapalné vody; takže odpověď „dává smysl!“
Rychlý způsob převodu ledu na objem vody
Stojí za zapamatování celého postupu pro výpočet objemů z hustot, ale použití poměru ledu a vody je rychlý způsob, jak tento výpočet provést.
Poměr hustot je jednoduše hustota jedné děleno hustotou druhé: Hustota ledu a vody je 0,92. Pomocí tohoto poměru lze jednoduše vynásobit objem ledu 0,92, což je převodní faktor pro objem ledu na kapalnou vodu.
Všimněte si, že dříve jste tento poměr mohli použít k rychlému výpočtu, že 1 šálek ledu vede k 0,92 šálku tekuté vody.
Obecně, stejně jako příklad převodu objemu ledu na vodu, můžete použít poměry pro rychlé převody i v jiných situacích.
Tipy
Pevná voda (led) je méně hustá než kapalná voda. Poměr objemových hustot (0,92) lze použít k rychlému převodu objemu ledu na objem kapalné vody.
Hmotnost, hmotnost a objem
Všechny tyto pojmy, hmotnost, hmotnost a objem, mají takzvané „jednotky“. Každý z nich nám říká, jaký typ množství se měří.
Hmotnost je síla objektu způsobená jeho hmotou a lokálním gravitačním zrychlením, ale hmotnost je pouze množství hmoty v objektu. Hmotnost objektu se změní, pouze pokud někdo fyzicky odřízne část objektu a vezme ji pryč, ale váha objektu se může změnit, pokud ho někdo přesune z údolí na vrchol hory.
Objem na druhé straně je množství fyzického prostoru potřebného pro určité množství hmoty.
Je důležité pamatovat na rozdíly mezi těmito veličinami, abyste se ujistili, že vaše odpovědi „dávají smysl!“
