Как рассчитать массу по плотности

Вы вычисляете плотность твердого объекта, жидкости или газа, измеряя его объем, взвешивая его для определения массы и используя формулу

где∂это плотность,ммасса иVобъем. Переформулировать это уравнение так, чтобы можно было вычислить массу по плотности, можно с помощью простой математической операции:

Зачем вам это нужно? Масса должна быть легко определяемой - все, что вам нужно сделать, это достать весы и немного взвесить, верно? На самом деле, вы не всегда можете это сделать, особенно когда вы имеете дело с жидкостью или очень тяжелым твердым веществом, которое слишком велико для ваших масштабов. Поскольку плотности большинства твердых тел и жидкостей сведены в таблицу, вы можете узнать плотность рассматриваемого вещества. Если вы можете измерить объем, занимаемый веществом, а это несложно, если оно находится в контейнере, вы будете знать его массу.

Плотность - это фиксированная величина, и поскольку она никогда не меняется, она может быть коэффициентом пропорциональности между массой и объемом для любого данного вещества. Другими словами, с увеличением объема увеличивается и масса. Если вы изобразите возрастающие значения объема против соответствующего увеличения массы на графике, вы получите прямую линию с наклоном, равным плотности вещества.

Однако обычно вам не нужно возиться с построением графика. Если вам известен состав твердого тела, вы можете посмотреть его плотность в таблице. Если у вас есть жидкость, вам нужно узнать ее удельный вес, который представляет собой плотность по сравнению с плотностью воды. Например, удельный вес этилового спирта составляет 0,787. Поскольку плотность воды составляет 1 г / мл, это означает, что плотность спирта составляет 0,787 г / мл.

Если у вас есть раствор неизвестного состава, вы не можете узнать его удельный вес, но можете измерить его. Инструмент для этого называется гигрометр. Вы позволяете ему плавать в жидкости и считываете удельный вес по градуированной отметке, которая едва касается поверхности.

Плотность измеряется в различных единицах, включая граммы на миллилитр, килограммы на кубический метр и фунты на кубический фут. Когда вы посмотрите плотность, убедитесь, что она выражена в единицах, которые вы используете для измерения объема, иначе вы получите неточное значение массы. Вот несколько распространенных коэффициентов пересчета

1 кг / м³ = 0,001 г / мл = 0,062 фунта / фут³.

Если вы используете соответствующие единицы для плотности и объема, вы можете рассчитать массу по плотности и получить ее в соответствующих единицах, используя уравнением​ = ​∂V. Как только вы знаете массу, вы всегда можете преобразовать ее в другие единицы, если это необходимо.

1. Какова масса 2-миллилитрового флакона четыреххлористого углерода?

Удельный вес четыреххлористого углерода составляет 1,589. Поскольку объем образца измеряется в миллилитрах, разделите удельный вес на плотность воды в г / мл, чтобы получить плотность в этих единицах. Сделав это, вы обнаружите, что плотность составляет 1,598 г / мл. Теперь легко использовать уравнение преобразования плотности в массу, чтобы найти массу:

2. Как определить массу большой золотой статуи, не взвесив ее?

Сначала измерьте объем в литрах методом вытеснения воды. Затем найдите плотность золота, которая составляет 19,320 кг / м3.³. Чтобы перевести в граммы на литр, вам просто нужно умножить на 1, так что плотность составит 19 320 г / л. Теперь вы можете рассчитать массу по плотности по формулем​ = ​∂Vи получите ответ в граммах.