Als je vriend je een kopje vast ijs heeft gegeven en een ander je een kopje vloeibaar water, welke is dan zwaarder?
Ons instinct is soms om te denken dat vaste stoffen zwaarder zijn, maar in feite is vloeibaar water dichter dan vast water. Door te weten hoe we het gewicht uit de dichtheid kunnen berekenen, kunnen we snel zien dat de beker water zwaarder is.
Wat is dichtheid?
De dichtheid van een stof vertelt ons hoe compact of verspreid het is. We kunnen een volumedichtheid, massadichtheid of elke andere soort dichtheid beschrijven.
Stedenbouwkundigen denken bijvoorbeeld vaak aan verschillende dichtheden, zoals de beschikbaarheid van woningen of supermarkten, om erachter te komen waar bepaalde gebouwen moeten worden gebouwd.
Over het algemeen is een dichtheid meestal een hoeveelheid zoals massa, gedeeld door een oppervlakte of volume.
Een gewichtsdichtheid zou daarom beschrijven hoe het gewicht van een object wordt verdeeld in een bepaald gebied of volume. Het is waarschijnlijker dat u massadichtheden gebruikt, aangezien massa en gewicht verband houden met de versnelling van de zwaartekracht, wat: kan veranderen afhankelijk van waar u zich op het aardoppervlak bevindt (en nog meer als u zich op een andere plaats bevindt) planeet!).
Tips
De dichtheid van een object beschrijft hoe compact of uitgespreid het is. Een gewichtsdichtheid beschrijft de gewichtsverdeling van het object, in een bepaald gebied of volume.
Een voorbeeld van de dichtheidsformule in de chemie
Laten we zeggen dat ons lab twee verbindingen heeft: A en B. Verbinding A is een bal met een inhoud van 30 cm3 en heeft een massa van 50 g. Verbinding B is een perfecte kubus met zijden van 6 cm en een massadichtheid van 500 kg/m3. Wat is de dichtheid van verbinding A en welke verbinding is zwaarder?
We kunnen snel de massadichtheid van verbinding A berekenen:
\text{dichtheid van A}=\frac{50\text{ g}}{30\text{ cm}^3}=1.667\text{ g/cm}^3
Maar om de dichtheid van A en B te vergelijken, moeten we de dichtheid omrekenen naar dezelfde eenheden.
Omrekenen van kg/m3 naar g/cm3, we moeten de conversies gebruiken: 1 m3 = 1.000.000 cm3 en 1 kg = 1000 g. Daarom is de massadichtheid van verbinding B 0,5 g/cm3. Nu kunnen we eenvoudig de massadichtheden vergelijken en zien dat verbinding B minder dicht is dan verbinding A.
Gewicht in rekening brengen
Om te antwoorden wat zwaarder is, moeten we het gewicht van elke verbinding berekenen uit zijn massa en de versnelling van de zwaartekracht. We kennen de massa van verbinding A, die 0,05 kg is, dus het gewicht in Newton is 0,05 kg × 9,8 m/s2= 0,49 N.
Maar voor verbinding B moeten we het volume berekenen dat het inneemt, dan is het massa uit de massadichtheid. We kunnen het volume van verbinding B berekenen omdat het een perfecte kubus is: het volume is (6 cm)3 = 216 cm3.
Het gewicht van verbinding B is het volume maal de dichtheid: 216 cm3 maal 0,5 g/cm3, of 108 gram. Het gewicht is dus 0,108 kg maal 9,8 m/s2, of 1.07 N.
Het verschil tussen massa en gewicht
Gewicht is de hoeveelheid die de zwaartekracht op een object beschrijft vanwege de massa en de lokale versnelling van de zwaartekracht. Daarom kan het gewicht van een object veranderen als je het van een vallei naar de top van een hoge berg verplaatst, omdat de versnelling van de zwaartekracht afneemt naarmate we verder van de kern van de aarde weggaan.
Massa kan echter alleen veranderen als het object fysiek wordt veranderd en een deel van zijn materie wordt verwijderd.
Het is belangrijk om het verschil tussen massa en gewicht te onthouden.