Kaip susiję tankis, masė ir tūris?

​Tankisapibūdina daikto ar medžiagos masės ir tūrio santykį.Mišiosmatuoja medžiagos atsparumą pagreitėti, kai ją veikia jėga. Pagal antrąjį Niutono judėjimo dėsnį (F = ma), grynoji jėga, veikianti objektą, yra lygi jo masės ir pagreičio sandaugai.

Šis formalus masės apibrėžimas leidžia ją išdėstyti kituose kontekstuose, pavyzdžiui, apskaičiuojant energiją, impulsą, išcentrinę jėgą ir gravitacinę jėgą. Kadangi gravitacija Žemės paviršiuje yra beveik vienoda, svoris tampa geru masės rodikliu. Didinant ir mažinant matuojamos medžiagos kiekį, didėja ir mažėja medžiagos masė.

• Objekto tankis yra objekto masės ir tūrio santykis. Masė yra tai, kiek ji atsispiria pagreičiui, kai jai taikoma jėga, ir paprastai reiškia, kiek yra objekto ar medžiagos. Tomas apibūdina, kiek objektas užima vietos. Šie kiekiai gali būti naudojami nustatant dujų, kietųjų medžiagų ir skysčių slėgį, temperatūrą ir kitas savybes.

Tarp masės, tankio ir tūrio yra aiškus ryšys. Skirtingai nuo masės ir tūrio, padidinus matuojamos medžiagos kiekį, tankis nepadidėja ir nesumažėja. Kitaip tariant, padidinus gėlo vandens kiekį nuo 10 gramų iki 100 gramų, taip pat pasikeis tūris nuo 10 mililitrų iki 100 mililitrų, tačiau tankis išlieka 1 gramas mililitre (100 g ÷ 100 ml = 1 g / ml).

Tai daro tankumą naudinga savybe identifikuoti daugelį medžiagų. Tačiau, keičiantis temperatūrai ir slėgiui, tūris skiriasi, tankis taip pat gali kisti priklausomai nuo temperatūros ir slėgio.

Tam tikrai masei irtūris,kiek objekto ar medžiagos fizinė erdvė užima medžiagą, tankis išlieka pastovus esant tam tikrai temperatūrai ir slėgiui. Šio santykio lygtis yra

kuriameρ(rho) yra tankis,myra masinė irVyra tūris, o tankio vienetas yra kg / m³. Abipusis tankis (1/ρ) yra žinomas kaipspecifinis tūris, matuojamas m³ /kg.

Tūris apibūdina, kiek vietos užima medžiaga, ir ji pateikiama litrais (SI) arba galonais (anglų kalba). Medžiagos tūris nustatomas pagal tai, kiek medžiagos yra ir kaip glaudžiai medžiagos dalelės yra supakuotos.

Dėl to temperatūra ir slėgis gali labai paveikti medžiagos, ypač dujų, tūrį. Kaip ir masės atveju, didinant ir mažinant medžiagos kiekį, medžiagos tūris taip pat didėja ir mažėja.

Dujų tūris visada yra lygus indui, kuriame yra dujos. Tai reiškia, kad naudodamiesi idealiu dujų įstatymu, dujų kiekį galite susieti su temperatūra, slėgiu ir tankiu

kuriamePyra slėgis atm (atmosferos vienetais),Vyra tūris m³ (metrai kubeliais),nyra dujų molių skaičius,Ryra universali dujų konstanta (R= 8,314 J / (mol x K)) irTyra dujų temperatūra Kelvine.

•••Syedas Hussainas Atheris

Dar trys dėsniai apibūdina tūrio, slėgio ir temperatūros santykius, kai jie keičiasi, kai visi kiti dydžiai yra pastovūs. Lygtys yra žinomos atitinkamai kaip Boyle'o įstatymas, Gay-Lussaco įstatymas ir Charleso įstatymas.

Kiekviename įstatyme kairieji kintamieji apibūdina tūrį, slėgį ir temperatūrą pradiniu laiko momentu, o dešinieji rodikliai juos apibūdina kitu vėlesniu laiko momentu. Temperatūra yra pastovi Boyle'o dėsniui, tomas yra pastovus Gay-Lussac'o dėsniui, o slėgis yra pastovus Charleso dėsniui.

Šie trys dėsniai vadovaujasi tais pačiais idealaus dujų dėsnio principais, tačiau apibūdina temperatūros, slėgio ar pastovaus tūrio pokyčius.

Nors žmonės paprastai naudoja masę, norėdami nurodyti, kiek medžiagos yra arba kokia yra sunki, įvairiais būdais žmonės nurodo įvairių mokslinių reiškinių mases reiškia, kad masėms reikia vieningesnio apibrėžimo, kuris apimtų visus jos reiškinius naudoja.

Mokslininkai paprastai kalba apie subatomines daleles, tokias kaip elektronai, bozonai ar fotonai, turinčios labai mažą masės kiekį. Tačiau šių dalelių masės iš tikrųjų yra tik energija. Nors protonų ir neutronų masė yra saugoma gluonuose (protonus ir neutronus kartu laikančioje medžiagoje), elektrono masė yra daug nereikšmingesnė, atsižvelgiant į tai, kad elektronai yra maždaug 2000 kartų lengvesni nei protonai ir neutronai.

Gluonai yra stiprios branduolinės jėgos, viena iš keturių pagrindinių visatos jėgų greta elektromagnetinė jėga, gravitacinė jėga ir silpna branduolio jėga, palaikydama surištus neutronus ir protonus kartu.

Nors visos visatos dydis nėra tiksliai žinomas, stebimos visatos, visatos materijos, kurią tyrė mokslininkai, masė yra apie 2 x 10⁵⁵ g, apie 25 mlrd. Paukščių Tako dydžio galaktikų. Tai apima 14 milijardų šviesmečių, įskaitant tamsiąją medžiagą, nes mokslininkai nėra visiškai tikri, iš ko ji susideda, ir šviečianti medžiaga, kas sudaro žvaigždes ir galaktikas. Visatos tankis yra apie 3 x 10^-30 g / cm³.

Mokslininkai pateikia šiuos įvertinimus stebėdami kosminio mikrobangų fono pokyčius (pirmykščių etapų elektromagnetinės spinduliuotės artefaktai). visatos), superklasteriai (galaktikų sankaupos) ir Didžiojo sprogimo nukleosintezė (ne vandenilio branduolių gamyba ankstyvosiose visata).

Mokslininkai tiria šias visatos ypatybes, kad nustatytų jos likimą, ar ji toliau plėsis, ar tam tikru metu žlugs savaime. Visatai plečiantis, mokslininkai manė, kad gravitacinės jėgos suteikia objektams patrauklią jėgą, kad sulėtėtų plėtra.

Tačiau 1998 m. Hablo kosminio teleskopo tolimų supernovų stebėjimai parodė, kad visata buvo visatos plėtimasis. Nors mokslininkai nesuvokė, kas tiksliai sukelia pagreitį, ši plėtra pagreitis paskatino mokslininkus teorizuoti, kad tamsioji energija, šio nežinomo reiškinio pavadinimas, būtų atsižvelgti į tai.

Visatoje lieka daug paslapčių apie masę, ir jos sudaro didžiąją visatos masės dalį. Apie 70% Visatos masės energijos gaunama iš tamsiosios energijos ir apie 25% iš tamsiosios materijos. Tik apie 5% gaunama iš įprastos medžiagos. Šie išsamūs įvairių tipų masių paveikslai visatoje parodo, kokia įvairi masė gali būti skirtinguose mokslo kontekstuose.

Objekto traukos jėga vandenyje irplūduriuojanti jėgatai leidžia jį į viršų nustatyti, ar objektas plaukia, ar skęsta. Jei objekto plūduriuojanti jėga ar tankis yra didesnis nei skysčio, jis plūduriuoja, o jei ne, jis nugrimzta.

Plieno tankis yra daug didesnis nei vandens tankis, tačiau tinkamai suformuotas, tankis gali būti sumažintas oro erdvėse, sukuriant plieninius laivus. Vandens tankis, didesnis nei ledo tankis, taip pat paaiškina, kodėl ledas plaukia vandenyje.

​Specifinė gravitacijayra medžiagos tankis, padalytas iš etaloninės medžiagos tankio. Ši nuoroda yra oras be vandens dujoms arba gėlas vanduo skysčiams ir kietosioms medžiagoms.