Жаркий летний день, и хочется сделать себе стаканчик лимонада. Вы добавляете в напиток немного льда, и лимонад проливается! Но у вашего друга, который добавил лед в свой напиток перед тем, как налить лимонад, не пролилось, даже когда лед тает в напитке.
Чтобы разобраться в этом явлении, необходимо понять, как плотность воды изменяется в зависимости от температуры.
Что такое объемная плотность?
Чтобы понять, как рассчитать объемное отношение льда к воде, вы можете спросить: «1 стакан льда равен количеству воды?» Чтобы ответить на этот вопрос, вам нужно понять плотность.
Объемная плотность воды описывает массу воды, живущую в одной единице объема. Таким образом, размеры объемной плотности масса на единицу объема. Единицами измерения могут быть граммы на единицу миллилитра (г / мл), кг на единицу литра (кг / л) или любую другую единицу массы на единицу объема. Плотность жидкой воды запомнить очень легко: она составляет 1 г / мл.
Расчет объема льда
Вода на самом деле очень необычное вещество, потому что
И наоборот (вспомните лимонад из предыдущего), если вы начнете с напитка с несколькими кубиками льда, и они тают, уровень воды в чашка фактически останется прежней, поскольку плавающий лед занимает ровно столько места, сколько занимала его погруженная часть после того, как он растаял.
Но что, если у вас есть одна твердая чашка льда? Сколько чашек воды у вас будет, когда лед растает?
Начните с преобразования чашки США в миллилитры: 1 чашка США = 236,588 мл, чтобы использовать известную плотность в граммах на миллилитр. Теперь умножьте объем в миллилитрах на плотность льда, чтобы получить граммы воды, которые не меняются при изменении температуры воды.
Следовательно, масса воды составляет 236,588 мл умножить на 0,92 г / мл = 217,661 г воды. Чтобы рассчитать объем 217,661 грамма жидкой воды, просто разделите граммы воды на плотность жидкой воды: 217,661 г / (1 г / мл) = 217,661 мл, или примерно 0,92 стакана воды.
Действительно хороший способ проверить свою работу - проверить, "имеет ли смысл" полученный ответ. В этом случае вы знаете, что объем уменьшается, когда лед тает до жидкой воды. Так что если громкость уменьшилась, вы на правильном пути! Глядя на цифры, было определено, что около 237 миллилитров льда тает примерно до 218 миллилитров жидкой воды; так что ответ "имеет смысл!"
Быстрый способ преобразования льда в объем воды
Стоит запомнить полную процедуру расчета объемов по плотности, но использование отношения льда к воде - быстрый способ сделать этот расчет.
Отношение плотностей - это просто плотность одного, деленная на плотность другого: плотность льда по отношению к воде составляет 0,92. Используя это соотношение, можно просто умножить объем льда на 0,92, что является коэффициентом преобразования объема льда в жидкую воду.
Обратите внимание, что раньше вы могли просто использовать это соотношение, чтобы быстро вычислить, что из 1 стакана льда получается 0,92 стакана жидкой воды.
В общем, как и в примере преобразования объема льда в воду, вы можете использовать соотношения для быстрого преобразования и в других ситуациях.
Советы
Твердая вода (лед) менее плотная, чем жидкая вода. Отношение объемных плотностей (0,92) можно использовать для быстрого преобразования объема льда в объем жидкой воды.
Вес, масса и объем
Все эти термины, вес, масса и объем, имеют так называемые «единицы». Каждый говорит нам, какой тип количества измеряется.
Вес - это сила объекта, обусловленная его массой и местным ускорением свободного падения, но масса - это просто количество вещества в объекте. Масса объекта изменяется только в том случае, если кто-то физически отрезает его часть от объекта и забирает. далеко, но вес объекта может измениться, если кто-то переместит его из долины на вершину горы.
С другой стороны, объем - это количество физического пространства, необходимого для некоторого количества массы.
Важно помнить о различиях между этими величинами, чтобы вы могли убедиться, что ваши ответы "имеют смысл!"