Kā blīvums, masa un tilpums ir saistīti?

​Blīvumsapraksta objekta vai vielas masas un tilpuma attiecību.Misemēra materiāla pretestību paātrināties, kad uz to iedarbojas spēks. Saskaņā ar Ņūtona otro kustības likumu (F = ma), neto spēks, kas iedarbojas uz objektu, ir vienāds ar tā masas un paātrinājuma reizinājumu.

Šī formālā masas definīcija ļauj to ievietot citos kontekstos, piemēram, enerģijas, impulsa, centrālā spēka un gravitācijas spēka aprēķināšanā. Tā kā gravitācija ir gandrīz vienāda virs Zemes virsmas, svars kļūst par labu masas rādītāju. Palielinot un samazinot izmērītā materiāla daudzumu, palielinās un samazinās vielas masa.

• Objekta blīvums ir objekta masas un tilpuma attiecība. Masa ir tā, cik daudz tā pretojas paātrinājumam, kad tam tiek pielikts spēks, un parasti nozīmē, cik daudz objekta vai vielas ir. Apjoms raksturo objekta aizņemto vietu. Šos daudzumus var izmantot, lai noteiktu spiedienu, temperatūru un citas gāzu, cietvielu un šķidrumu īpašības.

Starp masu, blīvumu un tilpumu ir skaidra saistība. Atšķirībā no masas un tilpuma, palielinot izmērītā materiāla daudzumu, blīvums nepalielinās vai samazināsies. Citiem vārdiem sakot, palielinot saldūdens daudzumu no 10 gramiem līdz 100 gramiem, mainīsies arī tilpums no 10 mililitriem līdz 100 mililitriem, bet blīvums paliek 1 grams uz mililitru (100 g ÷ 100 ml = 1 g / ml).

Tas padara blīvumu par noderīgu īpašību daudzu vielu identificēšanā. Tomēr, tā kā tilpums atšķiras ar temperatūras un spiediena izmaiņām, blīvums var mainīties arī atkarībā no temperatūras un spiediena.

Par noteiktu masu unapjoms,cik daudz objekta vai vielas fiziskā telpa aizņem materiāls, blīvums noteiktā temperatūrā un spiedienā paliek nemainīgs. Šo attiecību vienādojums ir

kurāρ(rho) ir blīvums,mir masa unVir tilpums, padarot blīvuma vienību kg / m³. Blīvuma abpusējais (1/ρ) ir pazīstams kāīpašs tilpums, mērot m³ /kg.

Tilpums apraksta, cik daudz vietas viela aizņem, un to norāda litros (SI) vai galonos (angļu valodā). Vielas tilpumu nosaka pēc tā, cik daudz materiāla ir un cik cieši materiāla daļiņas ir iepakotas kopā.

Tā rezultātā temperatūra un spiediens var ievērojami ietekmēt vielas, īpaši gāzu, tilpumu. Tāpat kā ar masu, arī materiāla daudzuma palielināšana un samazināšana palielina un samazina vielas daudzumu.

Gāzēm tilpums vienmēr ir vienāds ar tvertni, kurā atrodas gāze. Tas nozīmē, ka attiecībā uz gāzēm jūs varat saistīt tilpumu ar temperatūru, spiedienu un blīvumu, izmantojot ideālo gāzes likumu

kurāPir spiediens atm (atmosfēras vienībās),Vir tilpums metros³ (metri kubi),nir gāzes molu skaits,Rir universālā gāzes konstante (R= 8,314 J / (mol x K)) unTir gāzes temperatūra Kelvinos.

•••Syed Hussain Ather

Vēl trīs likumi apraksta attiecības starp tilpumu, spiedienu un temperatūru, kad tās mainās, ja visi citi lielumi tiek turēti nemainīgi. Vienādojumi ir zināmi attiecīgi kā Boila likums, Gaja-Lusaka likums un Čārlza likums.

Katrā likumā kreisās puses mainīgie lielumu, spiedienu un temperatūru raksturo sākotnējā laika posmā, savukārt labās puses mainīgie tos raksturo citā vēlāk. Temperatūra Boila likumam ir nemainīga, Geja-Lusaka likumam ir nemainīga un Čārlza likumam spiediens ir nemainīgs.

Šie trīs likumi ievēro tos pašus ideālā gāzes likuma principus, taču apraksta temperatūras, spiediena vai nemainīga tilpuma kontekstu izmaiņas.

Lai gan cilvēki parasti izmanto masu, lai norādītu, cik daudz vielas ir vai cik smaga viela, dažādos veidos cilvēki atsaucas uz dažādu zinātnisko parādību masām nozīmē, ka masai ir vajadzīga vienotāka definīcija, kas aptvertu visu to izmanto.

Zinātnieki parasti runā par subatomiskām daļiņām, piemēram, elektroniem, bozoniem vai fotoniem, kam ir ļoti mazs masas daudzums. Bet šo daļiņu masas patiesībā ir tikai enerģija. Kamēr protonu un neitronu masa tiek glabāta gluonos (materiālā, kas protonus un neitronus tur kopā), elektrona masa ir daudz nenozīmīgāka, ņemot vērā, ka elektroni ir aptuveni 2000 reizes vieglāki nekā protoni un neitroni.

Gluoni veido spēcīgo kodolspēku, kas ir viens no četriem Visuma pamatspēkiem līdzās elektromagnētiskais spēks, gravitācijas spēks un vājš kodolspēks, neitronus un protonus noturot saistītus kopā.

Lai gan visa Visuma lielums nav precīzi zināms, novērojamā Visuma, Visuma matērijas, kuru pētījuši zinātnieki, masa ir aptuveni 2 x 10⁵⁵ g, aptuveni 25 miljardi Piena ceļa lieluma galaktiku. Tas aptver 14 miljardus gaismas gadu, ieskaitot tumšo vielu, neatkarīgi no tā, ka zinātnieki nav pilnīgi pārliecināti par to, no kā tas sastāv, un par gaismas vielu, kas veido zvaigznes un galaktikas. Visuma blīvums ir aptuveni 3 x 10^-30 g / cm³.

Zinātnieki nāk klajā ar šīm aplēsēm, novērojot izmaiņas kosmiskā mikroviļņu fonā (primitīvu posmu elektromagnētiskā starojuma artefakti Visuma kopas), superkopas (galaktiku kopas) un Lielā sprādziena nukleosintēze (kodolu ražošana no ūdeņraža Visums).

Zinātnieki pēta šīs Visuma iezīmes, lai noteiktu tā likteni, vai tas turpinās paplašināties vai kādā brīdī pats par sevi sabrukt. Turpinot Visuma paplašināšanos, zinātnieki mēdza domāt, ka gravitācijas spēki objektiem piešķir pievilcīgu spēku, lai palēninātu izplešanos.

Bet 1998. gadā Habla kosmiskā teleskopa tālu supernovu novērojumi parādīja, ka laika gaitā visums ir Visuma paplašināšanās. Lai gan zinātnieki nebija izdomājuši, kas tieši izraisa paātrinājumu, šī paplašināšanās paātrinājums liek zinātniekiem teorētiski apgalvot, ka tumšā enerģija, šīs nezināmās parādības nosaukums, būtu to ņemt vērā.

Visumā ir daudz noslēpumu par masu, un tie veido lielāko daļu Visuma masas. Aptuveni 70% Visuma masas enerģijas nāk no tumšās enerģijas un apmēram 25% no tumšās vielas. Tikai par 5% nāk no parastās vielas. Šie detalizētie dažāda veida Visuma masu attēli parāda, cik daudzveidīga masa var būt dažādos zinātniskos kontekstos.

Objekta gravitācijas spēks ūdenī unpeldošs spēkskas tur to uz augšu, nosaka, vai objekts peld vai nogrimst. Ja objekta peldošais spēks vai blīvums ir lielāks nekā šķidruma, tas peld, un, ja nē, tas nogrimst.

Tērauda blīvums ir daudz lielāks nekā ūdens blīvums, bet atbilstoši veidots, blīvumu var samazināt ar gaisa telpām, izveidojot tērauda kuģus. Ūdens blīvums, kas ir lielāks par ledus blīvumu, izskaidro arī to, kāpēc ledus peld ūdenī.

​Īpaša gravitāteir vielas blīvums, dalīts ar atsauces vielas blīvumu. Šī atsauce ir vai nu gaiss bez ūdens gāzēm, vai saldūdens šķidrumiem un cietām vielām.