Como a densidade, a massa e o volume estão relacionados?

​Densidadedescreve a relação entre massa e volume de um objeto ou substância.Massamede a resistência de um material para acelerar quando uma força age sobre ele. De acordo com a segunda lei do movimento de Newton (F = ma), a força resultante atuando sobre um objeto é igual ao produto de sua massa pela aceleração.

Esta definição formal de massa permite colocá-la em outros contextos, como cálculo de energia, momento, força centrípeta e força gravitacional. Como a gravidade é quase a mesma na superfície da Terra, o peso se torna um bom indicador de massa. Aumentar e diminuir a quantidade de material medido aumenta e diminui a massa da substância.

• A densidade de um objeto é a relação entre massa e volume de um objeto. A massa é o quanto ela resiste à aceleração quando uma força é aplicada a ela e geralmente significa a quantidade de um objeto ou substância que existe. O volume descreve quanto espaço um objeto ocupa. Essas quantidades podem ser usadas na determinação de pressão, temperatura e outras características de gases, sólidos e líquidos.

Existe uma relação clara entre massa, densidade e volume. Ao contrário da massa e do volume, aumentar a quantidade de material medido não aumenta ou diminui a densidade. Em outras palavras, aumentar a quantidade de água doce de 10 gramas para 100 gramas também mudará o volume de 10 mililitros a 100 mililitros, mas a densidade permanece 1 grama por mililitro (100 g ÷ 100 mL = 1 g / mL).

Isso torna a densidade uma propriedade útil na identificação de muitas substâncias. No entanto, como o volume se desvia com as mudanças na temperatura e pressão, a densidade também pode mudar com a temperatura e a pressão.

Para uma dada massa evolume,quanto espaço físico um material ocupa, de um objeto ou substância, a densidade permanece constante em uma dada temperatura e pressão. A equação para esta relação é

no qualρ(rho) é densidade,mé massa eVé o volume, tornando a unidade de densidade kg / m³. O recíproco de densidade (1/ρ) é conhecido como ovolume específico, medido em m³ /kg.

O volume descreve quanto espaço uma substância ocupa e é dado em litros (SI) ou galões (inglês). O volume de uma substância é determinado pela quantidade de material presente e pela proximidade entre as partículas do material.

Como resultado, a temperatura e a pressão podem afetar muito o volume de uma substância, especialmente gases. Tal como acontece com a massa, aumentar e diminuir a quantidade de material também aumenta e diminui o volume da substância.

Para gases, o volume é sempre igual ao recipiente em que o gás se encontra. Isso significa que, para gases, você pode relacionar o volume à temperatura, pressão e densidade usando a lei dos gases ideais

no qualPé a pressão em atm (unidades atmosféricas),Vé o volume em m³ (metros cúbicos),né o número de mols do gás,Ré a constante universal de gás (R= 8,314 J / (mol x K)) eTé a temperatura do gás em Kelvin.

•••Syed Hussain Ather

Mais três leis descrevem as relações entre volume, pressão e temperatura à medida que mudam quando todas as outras quantidades são mantidas constantes. As equações são conhecidas como Lei de Boyle, Lei de Gay-Lussac e Lei de Charles, respectivamente.

Em cada lei, as variáveis ​​do lado esquerdo descrevem o volume, a pressão e a temperatura em um ponto inicial no tempo, enquanto as variáveis ​​do lado direito os descrevem em outro ponto de tempo posterior. A temperatura é constante para a Lei de Boyle, o volume é constante para a Lei de Gay-Lussac e a pressão é constante para a Lei de Charles.

Essas três leis seguem os mesmos princípios da lei dos gases ideais, mas descrevem as mudanças em contextos de temperatura, pressão ou volume mantidos constantes.

Embora as pessoas geralmente usem a massa para se referir à quantidade de uma substância presente ou a quão pesada uma substância é, as várias maneiras pessoas referem-se a massas de diferentes fenômenos científicos significa que a massa precisa de uma definição mais unificada que englobe todas as suas usa.

Os cientistas geralmente falam sobre partículas subatômicas, como elétrons, bósons ou fótons, como tendo uma quantidade muito pequena de massa. Mas as massas dessas partículas são, na verdade, apenas energia. Enquanto a massa de prótons e nêutrons é armazenada em glúons (o material que mantém prótons e nêutrons juntos), o a massa de um elétron é muito mais insignificante, dado que os elétrons são cerca de 2.000 vezes mais leves do que os prótons e nêutrons.

Gluons são responsáveis ​​pela forte força nuclear, uma das quatro forças fundamentais do universo ao lado força eletromagnética, força gravitacional e a força nuclear fraca, em manter nêutrons e prótons ligados juntos.

Embora o tamanho de todo o universo não seja exatamente conhecido, o universo observável, a matéria no universo que os cientistas estudaram, tem uma massa de cerca de 2 x 10⁵⁵ g, cerca de 25 bilhões de galáxias do tamanho da Via Láctea. Isso se estende por 14 bilhões de anos-luz, incluindo matéria escura, matéria da qual os cientistas não estão completamente certos do que é feito e matéria luminosa, o que explica estrelas e galáxias. A densidade do universo é de cerca de 3 x 10^-30 g / cm³.

Os cientistas chegam a essas estimativas observando mudanças no Fundo Cósmico de Microondas (artefatos de radiação eletromagnética de estágios primitivos do universo), superaglomerados (aglomerados de galáxias) e nucleossíntese do Big Bang (produção de núcleos não-hidrogênio durante os primeiros estágios do universo).

Os cientistas estudam essas características do universo para determinar seu destino, se ele continuará a se expandir ou em algum ponto entrará em colapso por si mesmo. À medida que o universo continua a se expandir, os cientistas costumavam pensar que as forças gravitacionais dão aos objetos uma força atrativa entre si para desacelerar a expansão.

Mas em 1998, as observações do Telescópio Espacial Hubble de supernovas distantes mostraram que o universo era a expansão do universo aumentou ao longo do tempo. Embora os cientistas não tenham descoberto o que exatamente estava causando a aceleração, esta expansão aceleração levou os cientistas a teorizar que a energia escura, o nome para este fenômeno desconhecido, iria conta para isso.

Ainda existem muitos mistérios sobre a massa no universo, e eles respondem pela maior parte da massa do universo. Cerca de 70% da energia da massa no universo vem da energia escura e cerca de 25% da matéria escura. Apenas cerca de 5% vem de matéria comum. Essas imagens detalhadas de vários tipos de massas no universo mostram como a massa pode ser variada em diferentes contextos científicos.

A força gravitacional de um objeto na água e oforça flutuanteque o mantém para cima determina se um objeto flutua ou afunda. Se a força de empuxo ou densidade do objeto for maior que a do líquido, ele flutua e, se não, afunda.

A densidade do aço é muito maior do que a densidade da água, mas com uma forma adequada, a densidade pode ser reduzida com espaços aéreos, criando navios de aço. O fato de a densidade da água ser maior do que a densidade do gelo também explica por que o gelo flutua na água.

​Gravidade Específicaé a densidade de uma substância dividida pela densidade da substância de referência. Essa referência é ar sem água para gases ou água doce para líquidos e sólidos.