Massefyldei fysik er et mål for mængden af noget, der eksisterer inden for et givet fysisk rum (volumen). For det meste tages "tæthed" efter konvention til at betyde "massetæthed", men som et koncept beskriver det simpelthen, hvor overfyldt noget er.
Befolkningstætheden i Hong Kong er for eksempel ekstremt høj, mens Sibirien er ekstremt lav. Men i begge tilfælde er "mennesker" genstand for analyse.
For stoffer, der består af et enkelt element i en vis mængde (for eksempel et gram rent guld eller sølv) eller en homogen blanding af grundstoffer (såsom en liter destilleret vand, som inkluderer hydrogen og ilt i et kendt, fast forhold), kan det antages, at der ikke er nogen meningsfulde variationer i tæthed inden for prøve.
Det betyder, at hvis tætheden af et 60 kg homogent objekt foran dig er 12 kg / L, skal enhver valgt lille del af objektet have denne værdi for dens densitet.
Densitet defineret
Densitet tildeles det græske bogstav rho (ρ) og er simpelthen massemdivideret med volumenV. SI-enhederne er kg / m
3, men g / ml eller g / cc (1 ml = 1 cc) er mere almindelige enheder i laboratorieindstillinger. Disse enheder blev faktisk valgt til at definere tætheden af vand som 1,0 ved stuetemperatur.- Tæthed af hverdagens materialer:Som du måske forventer, har guld en meget høj densitet (19,3 g / cc). Natriumchlorid (bordsalt) kontrollerer 2,16 g / cc.
Eksempler på gennemsnitlig tæthed
Afhængigt af typen eller de tilstedeværende stoffer er der en række måder at nærme sig et problem med densitetsblanding.
Det enkleste er, når du får et sæt N-objekter og bliver bedt om at bestemme den gennemsnitlige tæthed af objekterne i sættet. Denne form for eksempel ville opstå i situationer, hvor elementerne i sættet er af samme grundlæggende "type" (f.eks. Mennesker i England, træer i en skov i Montana, bøger i et bybibliotek i Tennessee), men kan meget meget i den pågældende egenskab (f.eks. vægt, alder, antal sider).
EKSEMPEL:Du får tre blokke med ukendt sammensætning, som har følgende masser og volumener:
- Klippe A: 2.250 g, 0,75 l
- Klippe B: 900 g, 0,50 l
- Klippe C: 1.850 g, 0,50 l
a) Beregn gennemsnittet af tætheden af klipperne i sættet.
Dette gøres ved at finde ud af de individuelle tætheder for hver klippe, tilføje disse sammen og dividere med det samlede antal klipper i sættet:
\ frac {(2.250 / 0.75) + (900 / 0.50) + (1.650 / 0.60)} {3} = \ frac {(3.000 + 1.800 + 3.700)} {3} = 2833 \ text {g / L}
b) Beregn den gennemsnitlige tæthed for sæt af klipper som helhed.
I dette tilfælde dividerer du bare den samlede masse med det samlede volumen:
\ frac {(2.250 + 900 + 1.850)} {(0.75 +0.50 + 0.50)} = \ frac {5.000} {1.75} = 2857 \ frac {g / cc}
Tallene adskiller sig, fordi klipperne ikke bidrager på lige måder til disse beregninger.
Formel for gennemsnitlig tæthed: Blanding af stoffer
EKSEMPEL:Du får en 5-liter (5.000 cc eller ml) klump materiale fra en anden planet og fik at vide, at den består af tre sammensmeltede stykker af følgende elementer i de anførte volumenforhold:
- Thickium (ρ = 15 g / ml): 15%
- Waterium (ρ = 1 g / ml): 60%
- Thinnium (ρ = 0,5 g / ml): 25%
Hvad er massen af klumpen som helhed?
Her konverterer du først procenterne til decimaler og multiplicerer disse med de individuelle tætheder for at få blandingens gennemsnitstæthed:
(0,15) (15) + (0,60) (1,0) + (0,25) (0,50) = 2,975 \ tekst {g / cc}