Sådan beregnes volumen for is

Det er en varm sommerdag, og du vil lave dig et dejligt glas limonade. Du tilføjer noget is til din drink, og limonaden løber over! Men din ven, der tilføjede is til deres drink, før han hældte limonaden i, har ingen spild, selvom isen smelter ind i drikken.

For at forstå disse fænomener skal du forstå, hvordan tætheden af ​​vand ændrer sig med temperaturen.

For at forstå, hvordan man beregner et volumetrisk forhold mellem is og vand, kan man spørge, "1 kop is svarer til hvor meget vand?" For at besvare dette spørgsmål skal du forstå tætheden.

Vandets volumendensitet beskriver den vandmasse, der lever i en volumenhed. Dimensionerne af volumen tæthed er derfor masse pr. volumenhed. Enhederne kan være gram pr. Enhed milliliter (g / ml), kg pr. Liter liter (kg / l) eller en hvilken som helst anden masseenhed pr. Volumenhed. Densiteten af ​​flydende vand er virkelig let at huske: det er 1 g / ml.

Vand er faktisk et meget usædvanligt stof, fordi fast vand (kaldet is) er mindre tæt end flydende vand

Omvendt (husk limonaden fra tidligere), hvis du starter med en drink med et par isterninger, og de smelter, vandstanden i koppen forbliver faktisk den samme, da den flydende is kun optager så meget plads som dens nedsænkede del gjorde, når den er smeltet.

Men hvad nu hvis du har en solid kop is? Hvor mange kopper vand har du, når isen smelter?

Start med at konvertere amerikanske kopper til milliliter: 1 U.S. kop = 236,588 ml for at bruge den kendte densitet i enheder af gram pr. Milliliter. Multiplicer nu volumenet i milliliter med densiteten af ​​is for at få gram vand, som ikke ændrer sig, når temperaturen på vandet ændres.

Derfor er vandets masse 236,588 ml gange 0,92 g / ml = 217,661 g vand. For at beregne volumen på 217,661 gram flydende vand skal du simpelt opdele gram vand med densiteten af ​​flydende vand: 217,661 g / (1 g / ml) = 217,661 ml eller ca. 0,92 kopper vand.

En rigtig god måde at kontrollere dit arbejde på er at kontrollere, om svaret du fik "giver mening". I dette tilfælde ved du det volumen falder, når isen smelter til flydende vand. Så hvis lydstyrken faldt, er du på rette spor! Når man ser på tallene, blev det bestemt, at ca. 237 ml is smelter til ca. 218 milliliter flydende vand; så svaret "giver mening!"

Det er værd at huske den fulde procedure til beregning af volumener ud fra tætheder, men det er en hurtig måde at gøre denne beregning på at bruge is til vand-forholdet.

Forholdet mellem densiteter er simpelthen densiteten af ​​den ene divideret med densiteten for den anden: densiteten af ​​is til vand er 0,92. Ved hjælp af forholdet kan man simpelthen multiplicere isvolumenet med 0,92, hvilket er konverteringsfaktoren for isvolumenet til flydende vand.

Bemærk, at du tidligere kunne have brugt dette forhold til hurtigt at beregne, at 1 kop is resulterer i 0,92 kopper flydende vand.

Generelt kan du ligesom eksemplet med konvertering af is til vandmængde også bruge forhold til hurtige konverteringer i andre situationer.

• Fast vand (is) er mindre tæt end flydende vand. Forholdet mellem de volumetriske tætheder (.92) kan bruges til hurtigt at konvertere isvolumen til volumen flydende vand.

Alle disse udtryk, vægt, masse og volumen, har det, der kaldes "enheder". Hver enkelt fortæller os, hvilken type mængde der måles.

Vægt er kraften af ​​et objekt på grund af dets masse og den lokale tyngdeacceleration, men masse er bare mængden af ​​stof i et objekt. Objektets masse ændres kun, hvis nogen fysisk skærer en del af det af objektet og tager det væk, men vægten af ​​et objekt kan ændre sig, hvis nogen flytter det fra en dal til toppen af ​​et bjerg.

Volumen på den anden side er mængden af ​​fysisk plads, der er nødvendig for en vis masse.

Det er vigtigt at huske forskellene mellem disse mængder, så du kan sikre dig, at dine svar "giver mening!"