Как связаны плотность, масса и объем?

​Плотностьописывает отношение массы к объему объекта или вещества.Массаизмеряет сопротивление материала ускорению при воздействии на него силы. Согласно второму закону движения Ньютона (F = ma), результирующая сила, действующая на объект, равна произведению его массы на ускорение.

Это формальное определение массы позволяет вам использовать ее в других контекстах, таких как вычисление энергии, импульса, центростремительной силы и гравитационной силы. Поскольку гравитация на поверхности Земли почти одинакова, вес становится хорошим индикатором массы. Увеличение и уменьшение количества измеряемого материала увеличивает и уменьшает массу вещества.

• Плотность объекта - это отношение массы к объему объекта. Масса - это то, насколько он сопротивляется ускорению, когда к нему приложена сила, и обычно означает, сколько существует объекта или вещества. Объем описывает, сколько места занимает объект. Эти величины можно использовать для определения давления, температуры и других характеристик газов, твердых и жидкостей.

Существует четкая взаимосвязь между массой, плотностью и объемом. В отличие от массы и объема, увеличение количества измеряемого материала не приводит к увеличению или уменьшению плотности. Другими словами, увеличение количества пресной воды с 10 граммов до 100 граммов также изменит объем. от 10 миллилитров до 100 миллилитров, но плотность остается 1 грамм на миллилитр (100 г ÷ 100 мл = 1 г / мл).

Это делает плотность полезным свойством для идентификации многих веществ. Однако, поскольку объем изменяется при изменении температуры и давления, плотность также может изменяться при изменении температуры и давления.

Для данной массы иобъем,сколько физического пространства занимает материал для объекта или вещества, плотность остается постоянной при данной температуре и давлении. Уравнение для этой связи:

в которомρ(rho) - плотность,ммасса иVобъем, составляющий единицу плотности кг / м³. Обратная величина плотности (1/ρ) известен какудельный объем, измеряется в м³ /kg.

Объем описывает, сколько места занимает вещество, и выражается в литрах (СИ) или галлонах (на английском языке). Объем вещества определяется тем, сколько материала присутствует и насколько плотно упакованы частицы материала.

В результате температура и давление могут сильно влиять на объем вещества, особенно газов. Как и в случае с массой, увеличение и уменьшение количества материала также увеличивает и уменьшает объем вещества.

Для газов объем всегда равен емкости, в которой находится газ. Это означает, что для газов вы можете связать объем с температурой, давлением и плотностью, используя закон идеального газа.

в которомпдавление в атм (атмосферные единицы),Vобъем в м³ (кубометры),пколичество молей газа,р- универсальная газовая постоянная (р= 8,314 Дж / (моль x К)) иТтемпература газа в Кельвинах.

•••Сайед Хуссейн Атер

Еще три закона описывают отношения между объемом, давлением и температурой, поскольку они изменяются, когда все остальные величины остаются постоянными. Уравнения известны как закон Бойля, закон Гей-Люссака и закон Чарльза соответственно.

В каждом законе переменные с левой стороны описывают объем, давление и температуру в начальный момент времени, а переменные с правой стороны описывают их в другой более поздний момент времени. Температура постоянна по закону Бойля, объем постоянен по закону Гей-Люссака, а давление постоянно по закону Чарльза.

Эти три закона следуют тем же принципам закона идеального газа, но описывают изменения в контексте постоянной температуры, давления или объема.

Хотя люди обычно используют массу для обозначения того, сколько вещества присутствует или насколько оно тяжелое, существуют различные способы люди относятся к массе различных научных явлений, это означает, что масса нуждается в более унифицированном определении, охватывающем все ее использует.

Ученые обычно говорят о субатомных частицах, таких как электроны, бозоны или фотоны, как о очень малой массе. Но массы этих частиц на самом деле просто энергия. В то время как масса протонов и нейтронов хранится в глюонах (материал, который удерживает протоны и нейтроны вместе), Масса электрона гораздо менее мала, учитывая, что электроны примерно в 2000 раз легче протонов и нейтронов.

Глюоны составляют сильное ядерное взаимодействие, одну из четырех фундаментальных сил Вселенной наряду с электромагнитная сила, гравитационная сила и слабая ядерная сила, удерживающие нейтроны и протоны связанными все вместе.

Хотя размер всей Вселенной точно не известен, наблюдаемая Вселенная, материя во Вселенной, которую изучали ученые, имеет массу около 2 x 10⁵⁵ g, около 25 миллиардов галактик размером с Млечный Путь. Его длина составляет 14 миллиардов световых лет, включая темную материю, материю, из которой ученые не совсем уверены, из чего она состоит, и светящуюся материю, от которой связаны звезды и галактики. Плотность Вселенной составляет примерно 3 x 10^-30 г / см³.

Ученые приходят к этим оценкам, наблюдая за изменениями космического микроволнового фона (артефакты электромагнитного излучения примитивных стадий). Вселенной), сверхскопления (скопления галактик) и нуклеосинтез Большого взрыва (образование неводородных ядер на ранних стадиях Вселенная).

Ученые изучают эти особенности Вселенной, чтобы определить ее судьбу: будет ли она продолжать расширяться или в какой-то момент сама по себе разрушится. Поскольку Вселенная продолжает расширяться, ученые привыкли думать, что гравитационные силы придают объектам силу притяжения между собой, чтобы замедлить расширение.

Но в 1998 году наблюдения далеких сверхновых с помощью космического телескопа Хаббла показали, что расширение Вселенной со временем увеличивалось. Хотя ученые не выяснили, что именно вызывает ускорение, это расширение ускорение заставило ученых предположить, что темная энергия, название этого неизвестного явления, будет учитывать это.

Остается много загадок относительно массы Вселенной, и они составляют большую часть массы Вселенной. Около 70% энергии массы во Вселенной приходится на темную энергию и около 25% - на темную материю. Только около 5% приходится на обычное вещество. Эти подробные изображения различных типов масс во Вселенной показывают, насколько разнообразной может быть масса в разных научных контекстах.

Гравитационная сила объекта в воде иподъемная силакоторый держит его вверх, определяет, плавает ли объект или тонет. Если выталкивающая сила или плотность объекта больше, чем у жидкости, он плавает, а если нет, то тонет.

Плотность стали намного выше, чем плотность воды, но при соответствующей форме плотность может быть уменьшена с помощью воздушных пространств, создавая стальные корабли. Плотность воды, превышающая плотность льда, также объясняет, почему лед плавает в воде.

​Удельный вес- плотность вещества, деленная на плотность эталонного вещества. Этим эталоном является либо воздух без воды для газов, либо пресная вода для жидкостей и твердых тел.