Az anyagok elsősorban a sűrűség alapján úsznak vagy süllyednek. Mivel a jégkockák valamivel kevésbé sűrűek, mint a víz, a jégkockák a vízben úsznak. Mivel az acél kevésbé sűrű, mint a higany, de sűrűbb, mint a víz, az acél golyóscsapágy folyékony higanyban úszik, de a vízbe süllyed. A sűrűség megértése annak kiszámításával kezdődik.
Sűrűségmeghatározás és képlet
A sűrűség az objektum tömegének és térfogatának aránya, és mint ilyen, a sűrűség inkább a számított, mint a mért érték. A sűrűség megtalálásához meg kell mérni egy tárgy tömegét és térfogatát is. A sűrűséget szilárd anyagok, folyadékok és gázok leírására használják.
A sűrűség képlete a kémiában a sűrűség megegyezik a tömeggelMtérfogatra osztvaV. A sűrűséget aDvagy a görög rho betűvel (ρ), tehát a képletet felírhatjuk a következőképpen:
D = \ frac {M} {V} \\ \ text {vagy} \; ρ = \ frac {M} {V}
A geológiában a fajsúlyt használják jobban, mint a sűrűséget, de a kettő szorosan összefügg. A fajsúly a tárgy sűrűségét elosztva a víz sűrűségével (1,0 g / cm)3), dimenzió nélküli értéket kapva.
A sűrűség mértékegységei
Szilárd anyagok esetében a metrikus rendszer sűrűségegységeit általában grammban (tömeg) / köbcentiméter (térfogat) jelentik g / cm-ben írva3. A sűrűség kilogramm / köbméter (kg / m3), kilogramm / köbcentiméter (kg / cm3) vagy gramm / köbméter (g / m3).
Ritkábban a sűrűség jelenthető fontként (tömeg) köbméterenként (térfogat), lb / ft-ként írva3, font per köbcenti (lb / in3) vagy font / köbméter (font / yd3).
Folyadékok esetében a sűrűséget leggyakrabban gramm / milliliter (g / ml), míg a gáz sűrűségét gramm / liter (g / l) értékben adják meg. A folyadék és a gáz sűrűsége a nyomás és a hőmérséklet függvényében változik, így általában erről számolni kell a standard nyomás (egy atmoszféra) és a hőmérséklet (25 ° C a folyadékok és 0 ° C a gázok esetében) szempontjából.
Tömegmérés
A szilárd anyagok tömegének megállapításához hármasugaras mérleg vagy elektronikus mérleg szükséges, amely a tömeget méri. Helyezze a mintát a tálcára, majd kövesse az eszköz utasításait a tömeg megtalálásához. Ha por vagy folyadék tömegét méri, először keresse meg a tartály tömegét, majd adja hozzá a port vagy a folyadékot, és mérje meg a teljes tömeget, mielőtt kivonja a tartály tömegét.
Hangerő mérése
A szabályos sokszög térfogatának megkereséséhez egyszerűen meg kell mérni a szilárd anyag méreteit, és meg kell keresni az alak képletét. Például egy 10 × 5 × 2 cm méretű téglalap alakú blokk térfogata 10 × 5 × 2 vagy 100 köbcentiméter.
A szabálytalan alakú szilárd anyagok térfogatának meghatározása Archimedes elmozdulás elvét alkalmazza. Mérjen meg egy ismert mennyiségű vizet egy mérőhengerbe, helyezze a szabálytalan alakú tárgyat a palackba, és olvassa el a beosztott palackot a térfogat változásának meghatározásához. A kiszorított víz, amelyet a beosztott henger leolvasásának változása mutat, megegyezik a behelyezett tárgy térfogatával.
Folyadékok esetében a térfogat közvetlenül mérhető a mérőhengerrel.
Számítások a sűrűség megállapításához
A sűrűség megállapításához ossza el a mért tömeget a mért térfogattal (D = M ÷ V).
Példa sűrűség képletre: szilárd anyagok
Ha egy anyag kockája mindkét oldalon 1 centiméteres, tömege 7,90 gramm, akkor a sűrűség kiszámítása változik
D = \ frac {7.90 \; \ text {g}} {1 \; \ text {cm} × 1 \; \ text {cm} × 1 \; \ text {cm}} = 7.90 \; \ text {g / cm} ^ 3
Anyaga nagy valószínűséggel vas.
A szabálytalan alakú tárgy tömegét 211,4 grammban mérjük. A kiszorított víz térfogata 20 milliliter. Mivel egy milliméter víz egy köbcentimétert foglal el, az objektum térfogata 20 köbcentiméter. A képlet kitöltése azt mutatja
D = \ frac {211.4 \; \ text {g}} {20 \; \ text {cm} ^ 3} = 10.57 \; \ text {g / cm} ^ 3
Anyaga nagy valószínűséggel ezüst.
Példa sűrűség képletre: Folyadékok
Az 50 ml (ml) térfogatú folyadék tömege 63 g (g). Így
D = \ frac {63 \; \ text {g}} {50 \; \ text {mL}} = 1,26 \; \ text {g / ml}
A folyadék valószínűleg glicerin.
Egy 338,75 gramm mért tömegű folyadék 25 ml térfogatot foglal el. A sűrűség képlet kitöltése azt mutatja
D = \ frac {338.75 \; \ text {g}} {25 \; \ text {mL}} = 13.55 \; \ text {g / ml}
A folyadék valószínűleg higany.
Online sűrűség képlet kalkulátor
Online sűrűség képlet kalkulátorok állnak rendelkezésre. A három változóból kettőt (tömeg, térfogat vagy sűrűség) azonban ismerni kell (lásd Források).