Πυκνότηταστη φυσική είναι ένα μέτρο της ποσότητας κάτι που υπάρχει μέσα σε ένα δεδομένο φυσικό χώρο (όγκος). Τις περισσότερες φορές, η «πυκνότητα» θεωρείται από τη συνθήκη ως «πυκνότητα μάζας», αλλά ως έννοια απλώς περιγράφει πόσο γεμάτο είναι κάτι.
Η πληθυσμιακή πυκνότητα του Χονγκ Κονγκ, για παράδειγμα, είναι εξαιρετικά υψηλή, ενώ η Σιβηρία είναι εξαιρετικά χαμηλή. Αλλά σε κάθε περίπτωση, το "άνθρωποι" είναι το αντικείμενο ανάλυσης.
Για ουσίες που αποτελούνται από ένα μόνο στοιχείο σε κάποια ποσότητα (για παράδειγμα, ένα γραμμάριο καθαρού χρυσού ή αργύρου) ή ένα ομοιογενές μείγμα στοιχείων (όπως ένα λίτρο απεσταγμένο νερό, το οποίο περιλαμβάνει υδρογόνο και οξυγόνο σε μια γνωστή, σταθερή αναλογία), μπορεί να υποτεθεί ότι δεν υπάρχουν σημαντικές διακυμάνσεις στην πυκνότητα εντός του δείγμα.
Αυτό σημαίνει ότι εάν η πυκνότητα ενός ομοιογενούς αντικειμένου 60 kg μπροστά σας είναι 12 kg / L, οποιοδήποτε επιλεγμένο μικρό τμήμα του αντικειμένου θα πρέπει να έχει αυτήν την τιμή για την πυκνότητά του.
Καθορισμένη πυκνότητα
Στην πυκνότητα αποδίδεται το ελληνικό γράμμα rho (ρ) και είναι απλώς μαζικόΜδιαιρούμενο με τον όγκοΒ. Οι μονάδες SI είναι kg / m3, αλλά g / mL ή g / cc (1 mL = 1 cc) είναι πιο συχνές μονάδες στις εργαστηριακές ρυθμίσεις. Αυτές οι μονάδες επιλέχθηκαν στην πραγματικότητα για να ορίσουν την πυκνότητα του νερού ως 1,0 σε θερμοκρασία δωματίου.
- Πυκνότητα καθημερινών υλικών:Ο χρυσός, όπως θα περίμενε κανείς, έχει πολύ υψηλή πυκνότητα (19,3 g / cc). Το χλωριούχο νάτριο (επιτραπέζιο αλάτι) ελέγχεται στα 2,16 g / cc.
Παραδείγματα μέσης πυκνότητας
Ανάλογα με τον τύπο της ουσίας ή των ουσιών που υπάρχουν, υπάρχουν διάφοροι τρόποι προσέγγισης ενός προβλήματος μείγματος πυκνότητας.
Το απλούστερο είναι όταν σας δοθεί ένα σύνολο αντικειμένων Ν και σας ζητηθεί να προσδιορίσετε τη μέση πυκνότητα των αντικειμένων στο σύνολο. Αυτό το είδος παραδείγματος θα προέκυπτε σε καταστάσεις στις οποίες τα στοιχεία του συνόλου είναι του ίδιου βασικού τύπου "(π.χ. άτομα στην Αγγλία, δέντρα σε δεδομένο δάσος στη Μοντάνα, βιβλία σε μια βιβλιοθήκη πόλης στο Τενεσί), αλλά μπορεί σε μεγάλο βαθμό στο εν λόγω χαρακτηριστικό (π.χ. βάρος, ηλικία, αριθμός σελίδες).
ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ:Σας δίνονται τρία τμήματα άγνωστης σύνθεσης, τα οποία έχουν τις ακόλουθες μάζες και όγκους:
- Rock A: 2.250 g, 0,75 L
- Rock B: 900 g, 0,50 λίτρα
- Rock C: 1.850 g, 0.50 λίτρα
α) Υπολογίστε τον μέσο όρο των πυκνοτήτων των πετρωμάτων στο σύνολο.
Αυτό γίνεται υπολογίζοντας τις ατομικές πυκνότητες κάθε βράχου, προσθέτοντάς τα μαζί και διαιρώντας με τον συνολικό αριθμό πετρωμάτων στο σύνολο:
\ frac {(2.250 / 0.75) + (900 / 0.50) + (1.650 / 0.60)} {3} = \ frac {(3.000 + 1.800 + 3.700)} {3} = 2833 \ κείμενο {g / L}
β) Υπολογίστε τη μέση πυκνότητα του συνόλου των πετρωμάτων ως σύνολο.
Σε αυτήν την περίπτωση διαιρέστε απλώς τη συνολική μάζα με τον συνολικό όγκο:
\ frac {(2.250 + 900 + 1.850)} {(0.75 +0.50 + 0.50)} = \ frac {5.000} {1.75} = 2857 \ frac {g / cc}
Οι αριθμοί διαφέρουν επειδή οι βράχοι δεν συνεισφέρουν με τους ίδιους τρόπους σε αυτούς τους υπολογισμούς.
Τύπος μέσης πυκνότητας: Μίγμα ουσιών
ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ:Σας δίνεται ένα κομμάτι υλικού 5-L (5.000 cc ή mL) από άλλο πλανήτη και σας λένε ότι αποτελείται από τρία συντηγμένα κομμάτια των ακόλουθων στοιχείων στις αναφερόμενες αναλογίες κατ 'όγκο:
- Πάχος (ρ = 15 g / mL): 15%
- Νερό (ρ = 1 g / mL): 60%
- Θινίου (ρ = 0,5 g / mL): 25%
Ποια είναι η πυκνότητα του κομματιού συνολικά;
Εδώ, μετατρέπετε πρώτα τα ποσοστά σε δεκαδικά και πολλαπλασιάζετε αυτά με τις μεμονωμένες πυκνότητες για να λάβετε τη μέση πυκνότητα του μείγματος:
(0,15) (15) + (0,60) (1,0) + (0,25) (0,50) = 2,975 \ κείμενο {g / cc}