密度の計算方法

材料は、主に密度に基づいて浮いたり沈んだりします。 角氷は水よりわずかに密度が低いため、角氷は水に浮かんでいます。 鋼は水銀よりも密度が低いが水よりも密度が高いため、鋼球軸受は液体水銀に浮くが水に沈む。 密度を理解することは、密度を計算する方法を理解することから始まります。

密度の定義と式

密度は、物体の体積に対する質量の比率であるため、密度は測定値ではなく計算値です。 密度を見つけるには、物体の質量と体積の両方を測定する必要があります。 密度は、固体、液体、気体を表すために使用されます。

化学の密度式は、密度が質量に等しいことです。Mボリュームで割った値V. 密度は次のように表すことができますDまたはギリシャ文字のrho(ρ)、したがって、式は次のように書くことができます。

D = \ frac {M} {V} \\ \ text {or} \;ρ= \ frac {M} {V}

地質学では、密度よりも比重が使用されますが、この2つは密接に関連しています。 比重は、物体の密度を水の密度(1.0 g / cm)で割ったものです。3)、無次元値を生成します。

密度の単位

固体の場合、メートル法の密度の単位は通常、グラム(質量)/立方センチメートル(体積)として報告され、g / cmで表されます。3. 密度は、キログラム/立方メートル(kg / m)として報告される場合もあります。3)、キログラム/立方センチメートル(kg / cm3)または1立方メートルあたりのグラム数(g / m3).

あまり一般的ではありませんが、密度は1立方フィート(体積)あたりのポンド(質量)として報告され、lb / ftとして記述されます。3、ポンド/立方インチ(lb / in3)または1立方ヤードあたりのポンド(lb / yd3).

液体の場合、密度は通常1ミリリットルあたりのグラム数(g / mL)として報告されますが、ガス密度は通常1リットルあたりのグラム数(g / L)として報告されます。 液体と気体の密度は圧力と温度によって変化しますが、一般的に報告されます 標準圧力(1気圧)と温度(液体の場合は25°C、気体の場合は0°C)で。

質量の測定

固体の質量を見つけるには、質量を測定するトリプルビーム天びんまたは電子はかりを使用する必要があります。 サンプルをトレイに置き、ツールの手順に従って質量を見つけます。 粉末または液体の質量を測定する場合は、最初に容器の質量を見つけ、次に粉末または液体を追加して総質量を測定してから、容器の質量を差し引きます。

体積の測定

正多角形の体積を見つけるには、ソリッドの寸法を測定し、形状の式を調べるだけです。 たとえば、10センチメートル×5センチメートル×2センチメートルの長方形のブロックの体積は、10×5×2または100立方センチメートルです。

不規則な形状の固体の体積を見つけるには、アルキメデスの変位の原理を使用します。 メスシリンダーへの既知の量の水を測定し、不規則な形状のオブジェクトをメスシリンダーに配置し、メスシリンダーを読み取って体積の変化を判断します。 メスシリンダーの読みの変化によって示される押しのけられた水は、挿入されたオブジェクトの体積に等しくなります。

液体の場合、メスシリンダーを使用して体積を直接測定できます。

密度を見つけるための計算

密度を見つけるには、測定された質量を測定された体積で割ります(D​ = ​M​ ÷ ​V​).

密度式の例:固体

片側1センチメートルの立方体の質量が7.90グラムの場合、密度の計算は次のようになります。

D = \ frac {7.90 \; \ text {g}} {1 \; \ text {cm}×1 \; \ text {cm}×1 \; \ text {cm}} = 7.90 \; \ text {g / cm} ^ 3

材料はおそらく鉄です。

不規則な形の物体の質量は211.4グラムと測定されます。 押しのけられる水の量は20ミリリットルに相当します。 1ミリリットルの水が1立方センチメートルの体積を占めるため、オブジェクトの体積は20立方センチメートルに相当します。 式を完了すると、

D = \ frac {211.4 \; \ text {g}} {20 \; \ text {cm} ^ 3} = 10.57 \; \ text {g / cm} ^ 3

素材はおそらくシルバーです。

密度式の例:液体

体積が50ミリリットル(mL)の液体の質量は、63グラム(g)です。 そう

D = \ frac {63 \; \ text {g}} {50 \; \ text {mL}} = 1.26 \; \ text {g / mL}

液体はグリセリンである可能性があります。

測定された質量が338.75グラムの液体は、25ミリリットルの体積を占めます。 密度式を完了すると、

D = \ frac {338.75 \; \ text {g}} {25 \; \ text {mL}} = 13.55 \; \ text {g / mL}

液体はおそらく水銀です。

オンライン密度式計算機

オンライン密度式計算機が利用可能です。 ただし、3つの変数(質量、体積、または密度)のうち2つを知っている必要があります(「参考文献」を参照)。

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