Vruć je ljetni dan i želite si skuhati lijepu čašu limunade. U svoje piće dodate malo leda i limunada se prelije! Ali vaš prijatelj, koji je dodao piće u led prije ulijevanja limunade, nema izlijevanja, čak i dok se led topi u piće.
Da biste razumjeli ove pojave, morate razumjeti kako se gustoća vode mijenja s temperaturom.
Što je gustoća volumena?
Da biste razumjeli kako izračunati volumetrijski omjer leda i vode, možete pitati: "1 šalica leda jednaka je količini vode?" Da biste odgovorili na ovo pitanje, morate razumjeti gustoću.
Volumenska gustoća vode opisuje masu vode koja živi u jednoj jedinici volumena. Dimenzije volumenske gustoće su dakle masa po jedinici volumena. Jedinice mogu biti grami po jedinici mililitara (g / ml), kg po jedinici litre (kg / L) ili bilo koja druga jedinica mase po jedinici volumena. Gustoću tekuće vode zaista je lako zapamtiti: ona je 1 g / ml.
Izračunavanje zapremine leda
Voda je zapravo vrlo neobična tvar jer čvrsta voda (koja se naziva led) manje je gusta od tekuće vode
. Gustoća leda je 0,92 g / ml, što znači da ako uzmete jedan gram vode i stavite u kada ga izvadite, proširit će se i zauzeti više prostora nego prije tekućina.Suprotno tome (sjetite se limunade od ranije), ako započnete s pićem s nekoliko kockica leda i one se otope, razina vode u šalica će zapravo ostati ista, jer lebdeći led zauzima samo onoliko prostora koliko je to imao njegov potopljeni dio kad ga jednom rastopljeni.
Ali što ako imate jednu čvrstu šalicu leda? Koliko šalica vode ćete imati kad se led otopi?
Započnite s pretvaranjem američkih šalica u mililitre: 1 američka šalica = 236,588 ml, kako bi se iskoristila poznata gustoća u jedinicama grama po mililitru. Sada pomnožite volumen u mililitrima s gustoćom leda da biste dobili grame vode, koja se ne mijenja kako se temperatura vode mijenja.
Stoga je masa vode 236,588 ml puta 0,92 g / ml = 217,661 g vode. Da biste izračunali volumen 217,661 grama tekuće vode, jednostavno podijelite grame vode s gustoćom tekuće vode: 217,661 g / (1 g / mL) = 217,661 mL ili oko 0,92 šalice vode.
Stvarno dobar način provjere rada je provjeriti ima li odgovor koji "ima smisla". U ovom slučaju to znate volumen se smanjuje kad se led otopi u tekuću vodu. Dakle, ako se glasnoća smanjila, na dobrom ste putu! Gledajući brojke, utvrđeno je da se oko 237 mililitara leda topi na oko 218 mililitara tekuće vode; pa odgovor "ima smisla!"
Brzi način za pretvaranje leda u količinu vode
Vrijedno je prisjetiti se cijelog postupka izračuna volumena iz gustoće, ali upotreba omjera led-voda brz je način za izračun.
Odnos gustoće jednostavno je gustoća jedne podijeljene s gustoćom druge: Gustoća leda i vode je 0,92. Koristeći omjer, može se jednostavno pomnožiti volumen leda s 0,92, što je faktor pretvorbe volumena leda u tekuću vodu.
Primijetite da ste ranije mogli koristiti ovaj omjer za brzi izračun da 1 šalica leda rezultira 0,92 šalice tekuće vode.
Općenito, baš kao i primjer pretvorbe volumena leda u vodu, omjere možete koristiti za brze pretvorbe i u drugim situacijama.
Savjeti
Čvrsta voda (led) manje je gusta od tekuće vode. Omjer volumetrijskih gustoća (, 92) može se koristiti za brzo pretvaranje volumena leda u volumen tekuće vode.
Težina, masa i volumen
Svi ovi izrazi, težina, masa i zapremina, imaju ono što se naziva "jedinicama". Svaka nam govori koja se vrsta veličine mjeri.
Težina je sila predmeta zbog njegove mase i lokalnog ubrzanja gravitacije, ali masa je samo količina materije u objektu. Masa predmeta mijenja se samo ako netko fizički odreže dio predmeta i uzme ga daleko, ali težina predmeta može se promijeniti ako ga netko premjesti iz doline na vrh planine.
Volumen je s druge strane količina fizičkog prostora potrebna za određenu količinu mase.
Važno je upamtiti razlike između ovih količina, kako biste bili sigurni da vaši odgovori "imaju smisla!"