On kuuma kesäpäivä ja haluat tehdä itsellesi mukavan lasillisen limonadia. Lisät jäätä juomaan, ja limonadi valuu yli! Mutta ystäväsi, joka on lisännyt jäätä juomaansa ennen limonadin kaatamista, ei ole vuotanut, vaikka jää sulaa juomaan.
Tämän ilmiön ymmärtämiseksi sinun on ymmärrettävä, kuinka veden tiheys muuttuu lämpötilan mukaan.
Mikä on tilavuuden tiheys?
Jotta voisit ymmärtää kuinka laskea tilavuusjää-vesi-suhde, voit kysyä: "1 kuppi jäätä vastaa kuinka paljon vettä?" Voit vastata tähän kysymykseen, sinun on ymmärrettävä tiheys.
Veden tilavuustiheys kuvaa yhdessä tilavuusyksikössä elävän veden massaa. Siksi tilavuuden tiheyden mitat ovat massa tilavuusyksikköä kohti. Yksiköt voivat olla grammaa millilitrayksikköä kohti (g / ml), kg litrayksikköä kohti (kg / l) tai mitä tahansa muuta massayksikköä tilavuusyksikköä kohti. Nestemäisen veden tiheys on todella helppo muistaa: se on 1 g / ml.
Jäämäärän laskeminen
Vesi on itse asiassa hyvin epätavallinen aine, koska kiinteä vesi (kutsutaan jääksi) on vähemmän tiheää kuin nestemäinen vesi
. Jään tiheys on 0,92 g / ml, mikä tarkoittaa, että jos otat yhden gramman vettä ja laitat siihen pakastin, kun otat sen ulos, se on laajentunut ja vie enemmän tilaa kuin silloin, kun se oli nestemäinen.Toisaalta (muista aikaisempi limonadi), jos aloitat juomalla, jossa on muutama jääkuutio, ja ne sulavat, veden kuppi pysyy tosiasiallisesti samana, koska kelluva jää vie vain niin paljon tilaa kuin sen upotettu osa käytti, kun se on sulatettu.
Mutta entä jos sinulla on yksi kiinteä kuppi jäätä? Kuinka monta kupillista vettä sinulla on, kun jää sulaa?
Aloita muuntamalla Yhdysvaltain kupit millilitroiksi: 1 Yhdysvaltain kuppi = 236,588 ml, jotta tunnettua tiheyttä voidaan käyttää grammoina yksikössä millilitrassa. Kerro nyt tilavuus millilitroina jään tiheydellä saadaksesi grammaa vettä, joka ei muutu veden lämpötilan muuttuessa.
Siksi veden massa on 236,588 ml kertaa 0,92 g / ml = 217,661 g vettä. Nestemäisen veden 217,661 gramman tilavuuden laskemiseksi jaa yksinkertaisesti grammat vettä nestemäisen veden tiheydellä: 217,661 g / (1 g / ml) = 217,661 ml tai noin 0,92 kupillista vettä.
Todella hyvä tapa tarkistaa työsi on tarkistaa, onko saamallasi vastauksella "järkevää". Tässä tapauksessa tiedät sen tilavuus pienenee, kun jää sulaa nestemäiseksi vedeksi. Joten jos äänenvoimakkuus laski, olet oikealla tiellä! Numeroita tarkasteltaessa todettiin, että noin 237 millilitraa jäää sulaa noin 218 millilitraan nestemäistä vettä; joten vastaus "on järkevää!"
Nopea tapa muuntaa jää vedeksi
On syytä muistaa koko menetelmä tilavuuksien laskemiseksi tiheydestä, mutta jää / vesi-suhteen käyttäminen on nopea tapa tehdä tämä laskelma.
Tiheyksien suhde on yksinkertaisesti yhden tiheys jaettuna toisen tiheydellä: Jään ja veden tiheys on 0,92. Suhteen avulla voidaan yksinkertaisesti kertoa jään tilavuus 0,92: lla, joka on muuntokerroin jään tilavuudelle nestemäiseksi vedeksi.
Huomaa, että aiemmin olisit voinut käyttää tätä suhdetta nopeasti laskeaksesi, että 1 kuppi jäätä johtaa 0,92 kuppiin nestemäistä vettä.
Yleensä, kuten esimerkki jään ja vesimäärän muuntamisesta, voit käyttää suhdelukuja nopeaan muunnokseen myös muissa tilanteissa.
Vinkkejä
Kiinteä vesi (jää) on vähemmän tiheää kuin nestemäinen vesi. Tilavuustiheyksien suhdetta (.92) voidaan käyttää muuttamaan jäämäärä nopeasti nestemäiseksi.
Paino, massa ja tilavuus
Kaikilla näillä termeillä, painolla, massalla ja tilavuudella, on niin sanottuja "yksiköitä". Jokainen kertoo meille, minkä tyyppistä määrää mitataan.
Paino on kohteen massa ja painovoiman paikallinen kiihtyvyys, mutta massa on vain aineen määrä esineessä. Kohteen massa muuttuu vain, jos joku fyysisesti leikkaa osan siitä esineestä ja ottaa sen pois, mutta kohteen paino voi muuttua, jos joku siirtää sen laaksosta vuoren huipulle.
Tilavuus on toisaalta fyysisen tilan määrä, joka tarvitaan jonkin verran massaa varten.
On tärkeää muistaa näiden määrien väliset erot, jotta voit varmistaa, että vastauksesi ovat järkeviä!
