Tiheys (D) on määrä, joka määritellään massana (m) tilavuusyksikköä (v) kohti: D = m ÷ v. Koska nämä kolme määrää liittyvät toisiinsa, voit löytää yhden niistä, jos tiedät kaksi muuta määrää. Tämä on enemmän hyötyä kuin miltä se kuulostaa, koska tiheys on usein tiedossa oleva määrä, jonka voit etsiä olettaen, että tiedät materiaalin koostumuksen.
Kiinteiden esineiden laskeminen on suoraviivaista, mutta nesteille asiat monimutkaistuvat, missä tiheys muuttuu lämpötilan mukaan, ja kaasuille, joiden tiheys riippuu lämpötilasta ja paine.
Käytä johdonmukaisia yksiköitä
Tiheyttä, massaa ja tilavuutta koskeva yhtälö on yksinkertainen, ja sen avulla voit laskea materiaalin tiheyden, jos mitat sen massan ja tilavuuden. Ainoa huomautus on, että mittaukset on tehtävä samassa järjestelmässä.
Jos esimerkiksi mitat massaa kilogrammoina, sinun on mitattava tilavuus kuutiometreinä, ja jos mitataan tilavuus kvartaaleina, sinun on mitattava massa punnissa. Kolme todennäköisesti käyttämääsi järjestelmää ovat CGS (senttimetrit, grammat, sekunnit), MKS (metrit, kilogrammat, sekunnit) ja British Imperial. Näiden kolmen järjestelmän tiheyden eniten käytetyt yksiköt ovat:
- CGS: grammaa / kuutiosenttimetri tai grammaa / millilitra
- MKS: kilogrammaa / kuutiometri
- Brittiläinen: puntaa / kuutiojalka
Tiheys-, massa- ja tilavuuslaskurin käyttäminen
Esimerkki: Oletetaan, että dekantterilasisi on täynnä mysteeriä sisältävää vesiliuosta. Sen tiheyden laskeminen ja vertaaminen puhtaaseen veteen voi auttaa määrittämään sen koostumuksen.
Lasketaan liuoksen tilavuus mittaamalla dekantterilasin mitat ja nesteen taso ja löydät sen olevan 355 ml. Koska millilitra on kuutiosenttimetri, massa pitäisi löytää grammoina. Huomaa, että se on 372 grammaa.
Tiheys on sitten 372 gm ÷ 355 ml = 1,05 gm / ml. Se on vain vähän tiheämpää kuin puhdas vesi (1 gm / ml), joten mikä tahansa veteen liuotettu aine on pienellä pitoisuudella.
Esimerkki: Löydät suuren kiven, jonka muoto on suunnilleen pallomainen ja haluat tietää sen koostumuksen. Sen tiheyden löytäminen voi auttaa määrittämään sen.
Laske kiven tilavuus mittaamalla sen halkaisija ja jakamalla 2 säteen (r) löytämiseksi.
Pallon tilavuus on 4 / 3πr3, joten jos kiven säde on 10 tuumaa, sen tilavuus on 418,67 kuutiometriä.
Muunna kuutiojalkoiksi kertomalla 0,00057. Tuloksena on 0,239 kuutiojalkaa.
Jos kivi painaa 40 kiloa, sen tiheys on 40 lb / 0,239 jalkaa3 = 167. 36 paunaa / ft3. Tämä on hyvin lähellä graniitin tiheyttä, joten kalliolla on hyvät mahdollisuudet kiinteää graniittia.
Tiheystaulukoiden käyttäminen
Jos sinulla on esine tunnetusta materiaalista, voit etsiä sen tiheyttä taulukosta. Tämän tiedon avulla voit laskea sen tilavuuden punnitsemalla sen. Jos tiedät jo sen tilavuuden, voit laskea sen massan. Tiheys-, massa- ja tilavuuslaskimen käyttö vaatii vain tiheysyhtälön uudelleenjärjestämisen ilmaisemaan haluamasi parametrin kahden muun suhteen.
Esimerkki: Oletetaan, että sinulla on kultapatsas ja haluat löytää sen määrän.
D = m ÷ v, niin v = m ÷ D
Patsas painaa 2 kg. Taulukosta löydät kullan tiheyden olevan noin 19 300 kg / m3.
Liittämällä numerot tilavuuteen tulee 2 kg ÷ 19 300 kg / m3 = 0,0001 m3 tai noin kymmenesosa litraa.
Esimerkki: Kuinka paljon millilitra elohopeaa painaa?
D = m ÷ v, niin m = Dv
Elohopean tiheys on 13,6 g / ml, joten 1 ml: n tilavuuden massa on 13,6 grammaa.