Kuidas on tihedus, mass ja maht seotud?

​Tiheduskirjeldab objekti või aine massi ja mahu suhet.Massmõõdab materjali vastupanu kiirenemisele, kui sellele mõjub jõud. Newtoni teise liikumisseaduse (F = ma), on objektile mõjuv netojõud võrdne selle massi ja kiirenduse korrutisega.

See massi ametlik määratlus võimaldab teil seda asetada muudesse kontekstidesse, näiteks energia, impulssi, tsentraalse jõu ja gravitatsioonijõu arvutamiseks. Kuna gravitatsioon on Maa pinnal peaaegu sama, muutub kaal heaks massi näitajaks. Mõõdetud materjali hulga suurendamine ja vähendamine suurendab ja vähendab aine massi.

• Objekti tihedus on objekti massi ja mahu suhe. Mass on see, kui palju see kiirendusele vastu peab, kui sellele rakendatakse jõudu, ja tähendab üldjuhul seda, kui palju objekti või ainet on. Köide kirjeldab, kui palju ruumi objekt võtab. Neid koguseid saab kasutada rõhu, temperatuuri ja muude gaaside, tahkete ainete ja vedelike omaduste määramiseks.

Massi, tiheduse ja mahu vahel on selge seos. Erinevalt massist ja mahust ei suurenda ega vähenda mõõdetud materjali hulga suurendamine tihedust. Teisisõnu muudab magevee koguse suurendamine 10 grammist 100 grammini ka helitugevust 10 milliliitrist 100 milliliitrini, kuid tihedus jääb 1 grammi milliliitri kohta (100 g ÷ 100 ml = 1 g / ml).

See muudab tiheduse kasulikuks omaduseks paljude ainete tuvastamisel. Kuna maht ja temperatuur ja rõhu muutused erinevad, võib tihedus muutuda ka temperatuuri ja rõhu muutumisel.

Antud massi jaoks jamaht,kui palju objekti või aine füüsilist ruumi võtab materjal, jääb tihedus antud temperatuuril ja rõhul konstantseks. Selle seose võrrand on

millesρ(rho) on tihedus,mon mass jaVon maht, muutes tiheduse ühiku kg / m³. Tiheduse vastastikune (1/ρ) on tuntud kuikonkreetne maht, mõõdetuna m³ /kg.

Maht kirjeldab, kui palju ruumi aine hõivab ja see antakse liitrites (SI) või gallonites (inglise keeles). Aine maht määratakse selle järgi, kui palju materjali on ja kui tihedalt materjali osakesed kokku on pakitud.

Selle tulemusena võivad temperatuur ja rõhk aine, eriti gaaside mahtu oluliselt mõjutada. Nagu ka massi puhul, suurendab ja vähendab ka materjali koguse suurendamine ja vähendamine aine mahtu.

Gaaside puhul on maht alati võrdne mahutiga, milles gaas on. See tähendab, et gaaside puhul saate mahu, temperatuuri, rõhu ja tiheduse seostada ideaalse gaasiseaduse abil

millesPon rõhk atm (atmosfääriühikutes),Von maht meetrites³ (kuupmeetrites),non gaasi moolide arv,Ron universaalne gaasikonstant (R= 8,314 J / (mol x K)) jaTon gaasi temperatuur Kelvinis.

•••Syed Hussain Ather

Veel kolm seadust kirjeldavad mahu, rõhu ja temperatuuri suhteid, kui need muutuvad, kui kõiki muid suurusi hoitakse konstantsena. Võrrandeid tuntakse vastavalt Boyle'i, Gay-Lussaci ja Charlesi seadustena.

Igas seaduses kirjeldavad vasakpoolsed muutujad mahu, rõhu ja temperatuuri algushetkel, parempoolsed muutujad aga teises hilisemas ajahetkel. Temperatuur on Boyle'i seaduse jaoks konstantne, helitugevus on Gay-Lussaci seaduse korral konstantne ja rõhk Charlesi seaduse puhul on konstantne.

Need kolm seadust järgivad ideaalse gaasiseaduse samu põhimõtteid, kuid kirjeldavad muutusi temperatuuri, rõhu või konstantsena hoitava mahu kontekstides.

Kuigi inimesed kasutavad tavaliselt massi, et viidata sellele, kui palju ainet on või kui raske, siis erinevatel viisidel inimesed viitavad erinevate teadusnähtuste massidele, mis tähendab, et mass vajab ühtsemat määratlust, mis hõlmaks kogu selle kasutab.

Teadlased räägivad tavaliselt subatoomsetest osakestest, nagu elektronid, bosonid või footonid, millel on väga väike mass. Kuid nende osakeste massid on tegelikult ainult energia. Kui prootonite ja neutronite mass on salvestatud gluunidesse (materjal, mis prootoneid ja neutrone koos hoiab), siis elektroni mass on palju tühisem, arvestades, et elektronid on prootonitest ja neutronitest umbes 2000 korda kergemad.

Gluonid moodustavad tugeva tuumajõu, mis on üks universumi neljast põhijõust elektromagnetiline jõud, gravitatsioonijõud ja nõrk tuumajõud, hoides neutroneid ja prootoneid seotuna koos.

Ehkki kogu universumi suurus pole täpselt teada, on vaadeldava universumi, universumi aine, mida teadlased on uurinud, mass umbes 2 x 10⁵⁵ g, umbes 25 miljardit Linnutee suurust galaktikat. See hõlmab 14 miljardit valgusaastat, kaasa arvatud tumeaine, olenemata sellest, et teadlased pole täiesti kindlad, millest see koosneb ja helendav aine, mis moodustab tähed ja galaktikad. Universumi tihedus on umbes 3 x 10^-30 g / cm³.

Teadlased pakuvad neid hinnanguid, jälgides muutusi kosmilises mikrolaineahjus (primitiivsete etappide elektromagnetkiirguse artefaktid) universumi), superparved (galaktikaparved) ja Suure Paugu nukleosüntees (mitte-vesiniktuumade tootmine universumis).

Teadlased uurivad universumi neid jooni, et teha kindlaks selle saatus, kas see jätkab laienemist või langeb mingil hetkel iseenesest kokku. Kui universum laieneb jätkuvalt, arvasid teadlased varem, et gravitatsioonijõud annavad objektidele laienemise aeglustamiseks atraktiivse jõu.

Kuid 1998. aastal näitasid Hubble'i kosmoseteleskoobi kaugete supernoovade vaatlused, et universum oli universumi laienemine aja jooksul suurenenud. Kuigi teadlased ei olnud aru saanud, mis kiirenduse täpselt põhjustas, oli see laienemine kiirendus paneb teadlased teoreetiliselt mõtlema, et tume energia, selle tundmatu nähtuse nimi, oleks seda arvestama.

Universumis on massi kohta veel palju saladusi ja need moodustavad suurema osa universumi massist. Ligikaudu 70% universumi massienergiast pärineb tumedast energiast ja umbes 25% tumeainest. Ainult umbes 5% tuleb tavalisest ainest. Need üksikasjalikud pildid erinevat tüüpi massidest universumis näitavad, kui erinev võib mass olla erinevates teaduslikes kontekstides.

Objekti gravitatsioonijõud vees jaujuv jõudmis hoiab seda ülespoole, määrake, kas objekt ujub või vajub. Kui objekti ujuv jõud või tihedus on vedeliku omast suurem, siis see hõljub ja kui ei, siis ta vajub.

Terase tihedus on palju suurem kui vee tihedus, kuid sobivalt kujundatud, võib tihedust vähendada õhuruumidega, luues teraslaevu. Jää tihedusest suurem vee tihedus seletab ka seda, miks jää vees hõljub.

​Erikaalon aine tihedus jagatud võrdlusaine tihedusega. See viide on kas õhk ilma veeta gaaside jaoks või värske vesi vedelike ja tahkete ainete jaoks.