U berekent de dichtheid van een vast voorwerp, een vloeistof of een gas door het volume te meten, het te wegen om de massa te bepalen en de formule te gebruiken
\delta = \frac{m}{V}
waar∂is dichtheid,mis massa enVis volume. Het is een eenvoudige wiskundige bewerking om deze vergelijking te herschikken, zodat je de massa kunt berekenen uit de dichtheid:
m=\delta \times V
Waarom zou je dit willen doen? Massa moet gemakkelijk te bepalen zijn - het enige wat je hoeft te doen is je weegschaal tevoorschijn halen en wat wegen, toch? Eigenlijk kun je dit niet altijd doen, vooral niet als je te maken hebt met een vloeistof of een zeer zware vaste stof die te groot is voor je weegschaal. Omdat de dichtheden van de meeste vaste stoffen en vloeistoffen zijn getabelleerd, kun je de dichtheid van de betreffende stof opzoeken. Zolang je het volume kunt meten dat door de stof wordt ingenomen, wat gemakkelijk is als het in een container zit, weet je de massa ervan.
Dichtheid vinden
Dichtheid is een vaste hoeveelheid en omdat deze nooit verandert, kan het een evenredigheidsfactor zijn tussen massa en volume voor een bepaalde stof. Met andere woorden, naarmate het volume toeneemt, neemt ook de massa toe. Als je toenemende waarden van het volume uitzet tegen de overeenkomstige massatoenames in een grafiek, zou je een rechte lijn krijgen met een helling gelijk aan de dichtheid van de stof.
Meestal hoeft u echter niet de moeite te nemen om een grafiek te plotten. Zolang je de samenstelling van een vaste stof kent, kun je de dichtheid opzoeken in een tabel. Als je een vloeistof hebt, wil je het soortelijk gewicht opzoeken, dat is de dichtheid in vergelijking met de dichtheid van water. Het soortelijk gewicht van ethylalcohol is bijvoorbeeld 0,787. Aangezien de dichtheid van water 1 g/ml is, betekent dit dat de dichtheid van alcohol 0,787 g/ml is.
Als je een oplossing van onbekende samenstelling hebt, kun je het soortelijk gewicht niet opzoeken, maar je kunt het wel meten. De tool om dit te doen wordt een hygrometer genoemd. Je laat het in de vloeistof drijven en leest het soortelijk gewicht af van het maatstreepje dat net het oppervlak raakt.
Dichtheid naar massaconversie
Dichtheid wordt gemeten in verschillende eenheden, waaronder gram/milliliter, kilogram/kubieke meter en pond/kubieke voet. Wanneer u de dichtheid opzoekt, zorg er dan voor dat deze wordt uitgedrukt in de eenheden die u gebruikt om het volume te meten, anders krijgt u een onnauwkeurige waarde voor massa. Hier zijn enkele veelvoorkomende conversiefactoren:
1 kg/m3 = 0,001 g/ml = 0,062 lb/ft3.
Als u overeenkomstige eenheden voor dichtheid en volume gebruikt, kunt u de massa uit dichtheid berekenen en deze in overeenkomstige eenheden krijgen met behulp van de vergelijkingm = V. Als u eenmaal de massa kent, kunt u deze indien nodig altijd naar verschillende eenheden converteren.
Voorbeelden van dichtheidsformules
1. Wat is de massa van een flacon van 2 ml tetrachloorkoolstof?
Het soortelijk gewicht van tetrachloorkoolstof is 1,589. Aangezien het volume van het monster wordt gemeten in milliliter, deelt u het soortelijk gewicht door de dichtheid van water in g/ml om de dichtheid in die eenheden te krijgen. Als u dit doet, vindt u de dichtheid op 1,598 g/ml. Nu is het gemakkelijk om de dichtheid naar massa-conversievergelijking te gebruiken om de massa te vinden:
m=\delta \times V = 1.589\times 2 = 3.178\text{ gram}
2. Hoe vind je de massa van een groot gouden beeld zonder het te wegen?
Meet eerst het volume, in liters, met behulp van de waterverplaatsingsmethode. Zoek vervolgens de dichtheid van goud op, dat is 19.320 kg/m3. Om te converteren naar gram per liter, hoef je alleen maar te vermenigvuldigen met 1, zodat de dichtheid 19.320 g/l is. Nu kun je de massa uit de dichtheid berekenen met behulp van de formulem = Ven krijg het antwoord in grammen.