כיצד לחשב צפיפות, נפח ומסה

צפיפות (D) היא כמות המוגדרת כמסה (m) ליחידת נפח (v): D = m ÷ v. מכיוון ששלושת הכמויות הללו קשורות, תוכלו למצוא אחת מהן אם אתם מכירים את השניים האחרים. זה מועיל יותר ממה שזה נשמע מכיוון שלעתים קרובות צפיפות היא כמות ידועה שאתה יכול לחפש בה, בהנחה שאתה מכיר את הרכב החומר.

חישובים הם פשוטים עבור עצמים מוצקים, אך העניינים נעשים מורכבים יותר צפיפות משתנה עם הטמפרטורה, ולגזים, שצפיפותם תלויה בטמפרטורה וב- לַחַץ.

המשוואה המתייחסת לצפיפות, מסה ונפח היא פשוטה ומאפשרת לך לחשב את צפיפות החומר אם אתה מודד את מסתו ונפחו. האזהרה היחידה היא שעליך לבצע את המדידות באותה מערכת.

לדוגמא, אם אתה מודד מסה בקילוגרמים, עליך למדוד נפח בקוביות, ואם אתה מודד נפח ברבע, עליך למדוד מסה בקילוגרמים. שלוש המערכות בהן אתה עשוי להשתמש הן CGS (סנטימטרים, גרם, שניות), MKS, (מטרים, קילוגרמים, שניות) ו- Imperial British. היחידות הנפוצות ביותר לצפיפות בשלוש מערכות אלה הן:

• CGS: גרם / ס"מ מעוקב או גרם / מיליליטר
  
• MKS: קילוגרמים / מטר מעוקב
  
• בריטי: פאונד / רגל מעוקב
  

דוגמא: נניח שיש לך כוס מלאה בתמיסה מימית מסתורית. חישוב צפיפותו והשוואתו לזו של מים טהורים יכולים לסייע בקביעת הרכבם.

אתה מחשב את נפח התמיסה על ידי מדידת מידות הכוס ורמת הנוזל ומוצא שהוא 355 מ"ל. מכיוון שמיליליטר הוא סנטימטר מעוקב, עליכם למצוא את המסה בגרמים. אתה מגלה שזה 372 גרם.

לאחר מכן הצפיפות היא 372 גרם ÷ 355 מ"ל = 1.05 גרם למ"ל. זה רק מעט צפוף יותר ממים טהורים (1 גרם / מ"ל), כך שכל מה שמומס במים נמצא בריכוז נמוך.

דוגמא: אתה מוצא סלע גדול בעל צורה כדורית בערך ורוצה לדעת את הרכבו. מציאת צפיפותו יכולה לעזור לך לקבוע זאת.

חשב את נפח הסלע על ידי מדידת קוטרו וחלקו 2 כדי למצוא את הרדיוס שלו (r).

נפח הכדור הוא 4 / 3πr³אז אם לסלע יש רדיוס של 10 אינץ ', נפחו הוא 418.67 אינץ' מעוקב.

המרה לרגל מעוקב על ידי הכפלת 0.00057. התוצאה היא 0.239 מטר מעוקב.

אם הסלע שוקל 40 ק"ג, צפיפותו היא 40 ק"ג³ = 167. 36 פאונד / רגל³. זה קרוב מאוד לצפיפות הגרניט, ולכן יש סיכוי טוב שהסלע הוא גרניט מוצק.

אם יש לך אובייקט מחומר ידוע, אתה יכול לחפש את הצפיפות שלו בטבלה. מידע זה מאפשר לך לחשב את נפחו על ידי שקלולו. אם אתה כבר יודע את הנפח שלו, אתה יכול לחשב את המסה שלו. שימוש במחשבון צפיפות, מסה, נפח רק דורש סידור מחדש של משוואת הצפיפות כדי לבטא את הפרמטר הרצוי במונחים של השניים האחרים.

דוגמא: נניח שיש לך פסל זהב, ואתה רוצה למצוא את נפחו.

D = m ÷ v, אז v = m ÷ D

אתה מוצא שהפסל שוקל 2 ק"ג. בטבלה תמצאו את צפיפות הזהב לכ- 19,300 ק"ג / מ"ר³.

אם אתה מחבר מספרים, אתה מוצא את הנפח להיות 2 ק"ג ÷ 19,300 ק"ג / מ '³ = 0.0001 מ '³ או כעשירית ליטר.

דוגמא: כמה שוקל מיליליטר כספית?

D = m ÷ v, אז m = Dv

צפיפות הכספית היא 13.6 גרם / מ"ל, ולכן נפח של 1 מ"ל הוא בעל מסה של 13.6 גרם.