צפיפות המסה של אובייקט, הנקראת בפשטות רבה יותרצְפִיפוּת, האם המסה שלו מחולקת לנפח שלה. צפיפות מיוצגת בדרך כלל על ידי האות היווניתrho (ρ) ומחושב בנוסחת צפיפות בצובר:
\ rho = \ frac {m} {V}
פהMהוא המסה של אובייקט ווהוא נפחו.
במערכת המטרית יש צפיפות של יחידות קילוגרם למ"ק (ק"ג / מ ')3) או גרם לסנטימטר מעוקב (גרם / ס"מ3). במערכת האנגלית המקבילה תהיה פאונד לרגל מעוקבת (lb / ft3).
מהי מיסה?
מסההוא כמות החומר באובייקט, תכונה קבועה המתאימה להתנגדות של אותו אובייקט לתאוצה. לסלע יש אותה מסה בין אם היא על הקרקע, בחלל או על צדק.מִשׁקָלמשמש להחלפה עם מסה בשפה משותפת, אך למעשה הם שונים מאוד.
משקל הוא הכוח על מסה בהשפעת כוח המשיכה ולכן משתנה עם שדה הכבידה המקומי. כך שלסלע יש משקל מסוים היושב על פני כדור הארץ, אין משקל צף בחלל ומשקל גדול מאוד בכוח המשיכה הגבוה של צדק.
מהו נפח?
כרךהוא כמות החלל שתופס אובייקט, שתלוי בסידור החומר. גוש מוצק של פלסטיק שנקראפוליסטירןעשוי לנפח 50 ס"מ מעוקב. אם תמלא את אותו גוש פוליסטירן בבועות אוויר, הוא יתרחב ותייצר קלקר, שיהיה בעל אותה מסה אך נפח גדול בהרבה, אולי עד 500 סנטימטרים מעוקבים.
עכשיו שאתה יודע את הנוסחה לצפיפות בתפזורת ומה הם מסה ונפח, יש לך כל מה שאתה צריך כדי לחשב את צפיפות הפלסטיק.
חישוב צפיפות באופן ניסיוני
1. השג חתיכת פלסטיק.אם ההרכב אחיד, לחתיכה קטנה תהיה אותה צפיפות כמו לחתיכה גדולה ותוכלו להשתמש במדגם קטן יותר למדידה קלה יותר. מדגם גדול יותר, לעומת זאת, מאפשר מדידה מדויקת יותר של מסה ונפח כאחד.
2. שקלל את המדגם באמצעות איזון או קנה מידה.רשום את המסה בגרמים. אם הסולם מודד קילוגרמים, הכפל את התוצאה ב- 453.6 גרם / ק"ג כדי להמיר קילו לגרמים.
3. מדוד את נפח המדגם.מלאו גליל גדול מדורג במים עד לרמה של 500 מ"ל וטבלו את הדגימה.
פלסטיק רבים הם פחות צפופים ממים ויצופו. במקרה זה, הניחו משקל כבד כמו אגוז מתכת בתחתית הגליל ואז הוסיפו מים לרמת 500 מ"ל. הסר את המשקל וקשור אותו למדגם הפלסטיק באורך חוט קצר.
זרוק אותם יחד למים כך שהמדגם יהיה שקוע לחלוטין. נפח המשקל נכלל בעת כיול הגליל עם מים ברמה של 500 מ"ל, כך שהמשקל לא ישפיע על המדידה.
ההבדל בין מפלסי המים החדשים למקוריים הוא נפח האובייקט. זכור שמיליליטר אחד (מ"ל) שווה לסנטימטר מעוקב אחד (ס"מ)3).
4. חשב את הצפיפות בעזרת הנוסחה של צפיפות בתפזורת. כדי לחשב את צפיפות המדגם, חלק את המסה הנמדדת בנפח הנמדד.
דוגמה: חישוב הצפיפות של LDPE
אם ברצונך למדוד את צפיפות ה- LDPE (פוליאתילן בצפיפות נמוכה), פלסטיק נפוץ המשמש לחפצים ביתיים, בצע את השלבים המתוארים:
שלב 1:השג חתיכת פלסטיק.גזור דגימה מאובייקט שנעשה עם LDPE.
שלב 2:שקלל את המדגם באמצעות איזון או קנה מידה.להמיר קילוגרמים לגרמים במידת הצורך. אם המדגם שוקל 0.15 ק"ג, המסה בגרם היא 0.15 ק"ג × 453.6 גרם / ליברות = 68.04 גרם.
שלב 3:מדוד את נפח המדגם.אם מפלס המים עולה ל -574.1 מ"ל כאשר הפלסטיק טובל בגליל המדורג, נפח הדגימה הוא 574.1 מ"ל - 500 מ"ל = 74.1 מ"ל, או 74.1 ס"מ3.
שלב 4:חשב את הצפיפות בעזרת הנוסחה של צפיפות בתפזורת.
\ rho = \ frac {m} {V} = \ frac {68.04} {74.1} = 0.92 \ text {g / cm} ^ 3