Evnen til å konvertere mellom enheter av masse, tetthet og volum er en av de grunnleggende ferdighetene som er nødvendige for å løse grunnleggende problemer innen fysikk og kjemi. Masse, i SI-systemet av enheter som brukes som standard over hele verden for å løse slike problemer, har enheter av kg (kg) og avledninger derav, mens volumet har enheter av meter kubikk, eller m3, hvor måleren er SI-lengdeenheten. Tilsvarende er tetthet, som er masse per volumsenhet, ofte uttrykt i kg / m3. Fordi mengder ofte er mindre i hverdagseksperimenter og målinger, er det typisk å se tetthet uttrykt i g / cm3, eller gm / ml (en milliliter er definert som en kubikkcentimeter). Ett kg / m3 er lik 1000 g / cm3.
Henter messe fra volum
Si at du får et kjent volum av et stoff (vann eller annen væske, et metall eller noe annet antatt å ha en jevn eller nesten jevn fordeling av materie) og bedt om å beregne massen. For å gjøre dette, basert på forholdene som er etablert ovenfor, må du kjenne stoffets tetthet og bare dens tetthet.
Siden tetthet (ρ) er masse (m) delt på volum (V), så er massen lik tetthet ganger volum:
\ rho = \ frac {m} {V}
Så
m = \ rho V
Tettheter i den virkelige verden
Ulike online tabeller inkluderer tettheten til vanlige stoffer. For eksempel har vanlig vann ved en temperatur på 4 ° C en tetthet på 1000 kg / m3 eller 1 g / ml, igjen per definisjon. Oljer er mindre tette enn vann, og derfor flyter oljekomponenten i en salatdressing som italiensk til toppen av blandingen. Melk, som består nesten utelukkende av vann, men inneholder sukker, protein og (vanligvis) fett, har en tetthet på 1,03 ganger vann.
Metaller er som regel særlig tettere enn væsker og varierer sterkt fra det ene til det andre. Gull har for eksempel en tetthet på 19,3 g / ml. Dette betyr at 1 m3 av gull har en masse på:
m = 1000 \ ganger19.3 = 19.300 \ tekst {kg}
Siden 1 kg = 2,204 lb, ville en porsjon gull en meter og en meter etter en meter (omtrent på størrelse med et lite bord) ha en masse på 42,537 pund, i overkant av 21 tonn.
applikasjoner
Siden et moderne sjømannsskip hovedsakelig er laget av metall, hvordan flyter det? For at noe skal flyte i vann, må det ha mindre masse enn vannet det fortrenger. Dette oppnås som et resultat av alt det tomme rommet som er inkludert i skipets konstruksjon, for eksempel mellomrom mellom lag av skipsskroget. Når en metallbåt som en kano blir plassert i vann, denbegynnerå synke fordi solid metall er det som først kommer i kontakt med vannet. Men fordi denalt i alttettheten til kanoen er mindre enn for et tilsvarende volum vann, selv med en eller to passasjerer tilsatt, det meste forblir over vannoverflaten.