Mikä on munan tiheys?

Tiheys on aineen fysikaalinen ominaisuus, joka voidaan määrittää tieteellisillä kokeilla. Olet ehkä oppinut, että tiheys on massa jaettuna tilavuudella, mikä tarkoittaa, että jos pystyt mittaamaan sekä kohteen massan että tilavuuden, voit laskea sen tiheyden. Aineen tiheys on aina sama näytteen koosta riippumatta, joten tiheyttä voidaan käyttää aineen tunnistamiseen. Koska muna on esine, jolla on massa ja tilavuus, voit laskea sen tiheyden.

TL; DR (liian pitkä; Ei lukenut)

Munat (linnuista ja muista eläimistä) ovat tiheydeltään varsin vaihtelevia. Lintumunien tiheys on usein hieman suurempi kuin veden, noin yksi gramma / cm3, ja ne uppoavat veteen.

Tiheys määritellään kohteen massana jaettuna sen tilavuudella. Tämä lause voidaan kirjoittaa yhtälöksi: D = m / V. Kohteella, jolla on paljon massaa pienessä tilavuudessa, on suuri tiheys ja objektilla, jolla on pieni massa suuressa tilavuudessa, on pieni tiheys. Esimerkiksi lyijyllä on erittäin suuri tiheys (11,35 g / cm3) ja alumiinilla on suhteellisen pieni tiheys (2,70 g / cm3). Tämä tarkoittaa, että lyijyllä on paljon enemmän massaa pakattuna 1-jalka-1-jalka-1-jalka-kuutioon kuin alumiinilla. Itse asiassa tämän kokoinen alumiinikuutio painaa noin 170 paunaa, mutta saman kokoinen lyijykuutio kuormittaa noin 710 paunaa!

Ensin määritellään, mitä tarkoitamme "munalla". Linnut eivät ole ainoita munivia olentoja; niin tekevät kalat, kilpikonnat, käärmeet, sammakot ja hyönteiset, vain muutamia mainitakseni. Tässä artikkelissa rajoitamme keskustelun lintumuniin (lintu muniin) - erityisesti kananmuniin.

Munan tiheyden määrittämiseksi meidän on ensin kuvattava munan komponentit. Juuri nämä komponentit antavat munalle sen massan ja tilavuuden. American Egg Boardin (IncredibleEgg.org) mukaan munan pääosat ovat:

• Kuori, joka on enimmäkseen kalsiumkarbonaattia ja muodostaa 9-12 prosenttia munan kokonaispainosta (ja joka on todella hyvin huokoinen, jotta ilma pääsee läpi)
• Keltuainen (keltainen osa, joka koostuu rasvoista, proteiineista, mineraaleista ja vitamiineista), joka on noin 34 prosenttia munan nestemäisestä painosta
• Albumiini (muun muassa proteiineista koostuva munanvalkuainen), joka on noin 66 prosenttia munan nestemäisestä painosta
• Ilmakenno, joka on ilmatasku, joka löytyy munan suuresta päästä

Näissä osissa voi olla jonkin verran vaihtelua.

Esineen massa voidaan määrittää käyttämällä vaakaa. Massa mitataan tyypillisesti grammoina. Kohteen tilavuus voidaan mitata eri tavoin. Yksi tapa on mitata pituus viivaimella ja laskea tilavuus matemaattisesti. Tämä on helppo tehdä, jos kohteen muoto on jotain kuutio tai pallo. Kohteille, joilla on epäsäännöllinen muoto, on yleinen menetelmä käyttää veden syrjäyttämismenetelmää. Mittaa tietyn vesimäärän (esimerkiksi 70 ml vettä) tilavuus, aseta sitten esine veteen ja katso kuinka paljon vettä se syrjäyttää (jos uusi tilavuus on 100 ml, syrjäytettiin 30 ml vettä ja se on esine). Pienemmille esineille tilavuus mitataan tyypillisesti millilitroina tai kuutiosenttimetreinä.

Voivatko kananmunien massa ja / tai määrä vaihdella munasta toiseen? Kyllä ehdottomasti.

IncredibleEgg.orgin mukaan on monia tekijöitä, jotka muuttavat munan meikkiä. Muna voi jättää kohtuun ennenaikaisesti eikä antaa kuorelle riittävästi aikaa täysin kehittyä, joten se on normaalia ohuempi. Kaksoiskeltuainen on mahdollista (ja jopa kolme tai neljä on mahdollista, tai nuorten kanojen tapauksessa ei keltuainen). Kana ikääntyessään munat ovat myös suurempia. Kanan rotu ja koko vaikuttavat myös munan kokoon. Ympäristöolot ja ravinto vaikuttavat munan kokoon. Mikä tahansa näistä voi muuttaa munan massaa ja / tai tilavuutta.

Useimmat ihmiset tietävät, että esine uppoaa veteen, jos se on tiheämpää kuin vesi, ja kelluu vedessä, jos se on vähemmän tiheä kuin vesi. Monet meistä ovat panneet munat vesipannuun valmistautuessaan keitettyjen munien valmistamiseen. Tämä tapahtuma antoi meille ensimmäisen ilmoituksen munan tiheydestä: munat upposivat. Koska veden tiheys on 1 g / ml, tiedämme nyt, että munan tiheys on suurempi kuin 1 g / ml.

Munat eivät kuitenkaan aina uppo vedessä. Nova Scotian maatalousministeriön mukaan kun muna kuoriutuu ensimmäisen kerran, munan suuressa päässä oleva ilmakenno laajenee, kun muna jäähtyy ja vetää ilmaa huokoisen kuoren läpi. Munan ikääntyessä tämän ilmakennon koko kasvaa. Tämä aiheuttaa munan tiheyden vähenemisen ajan myötä. Itse asiassa Oakdell Egg Farms kuvaa, kuinka voit käyttää munan tiheyttä munan tuoreuden määrittämiseen. Jos muna uppoaa ja istuu vaakasuoraan veteen, se on erittäin tuoretta. Jos munan suuri pää nousee ylöspäin (koska ilmakenno on kasvanut ja sisältää enemmän ilmaa), muna on 1 tai 2 viikkoa vanha. Jos muna kelluu, se on hyvin vanha.

Ymmärtäminen, että munan tiheys muuttuu ajan myötä, näyttää silti riittävän yksinkertaiselta laskea munan tiheys: mittaa munan massa ja tilavuus ja laske massa jaettuna äänenvoimakkuus. Se, että munassa on ilmakenno, voi kuitenkin vaikeuttaa laskelmiasi, ja munan epätavallinen muoto vaikeuttaa tilavuuden mittaamista.

Boston Collegen yleisessä kemian tunnissa opiskelijoiden ensimmäinen kokeilu on otsikoitu "Kuinka tiheä on muna?" Sen sijaan, että mittaisit munan massa ja tilavuus, munan tiheys määritetään tällä tavalla: Laita muna veteen (se uppoaa) ja lisää sitten hitaasti suolaa, kunnes muna on juuri kelluu (mikä tarkoittaa, että munan yläosa koskettaa vain liuoksen yläosaa ilman, että merkittävä määrä munaa ulkonee ratkaisu"). Tällä hetkellä munalla ja suolavedellä on sama tiheys, ja suolaisen veden massa ja tilavuus voidaan helposti mitata.

Lintujen munien tiheyttä on kokeellisesti tutkittu. Tässä on muutaman tutkimuksen tulokset:

A.L. Romanoff ja A.J.Romanoff vuonna 1949 (kirjassa "The Avian Egg") antoivat arvon 1,033 tuoreen kananmunan sisällön tiheydeksi.

Vuonna 1974 julkaistussa The Condor -lehdessä C.V. Paganelli, A. Olszowka ja A. Ar kehitti yhtälön, joka liittää linnunmunan tiheyden munan painoon: munan tiheys = 1,038 x munan paino ^ 0,006.

The Condorin vuoden 1982 numerossa H. Rahn, Phyllis Parisi ja C.V. Paganelli keräsi tuoreet munanäytteet 23 eri lintulajista laskemiseksi munan pitoisuus tiheys (keskimäärin 1,031 g / cm3) ja alkuperäinen munan tiheys (vaihtelee välillä 1,055 g / cm3 - 1,104 g / cm3). Itse asiassa munien massan ja tilavuuden mittaamiseen käytetyn menettelyn tarkastelu osoittaa, kuinka monimutkainen menettely on: "Keräsimme tuoreita munia... ja punnitsi ne sekä ilmassa että vedessä munan tilavuuden määrittämiseksi Archimedeksen periaatteella. Ilmakennossa oleva kaasu korvattiin sitten vedellä, joka injektoitiin ihon alle annetulla ruiskulla, ja munat punnittiin uudelleen alkuperäisen munamassan saamiseksi. "

Vaikka on tehty joitain tutkimuksia munan tiheyden määrittämiseksi, ongelmana on, että jopa yhden munan tiheys voi vaihdella. Jos sinun on tiedettävä tietyn munan tiheys tiettynä ajankohtana, sinun on määritettävä tiheys kokeellisesti.