Schopnosť prevádzať medzi jednotkami hmotnosti, hustoty a objemu je jednou zo základných zručností potrebných na riešenie základných problémov fyziky a chémie. Hmotnosť v systéme SI jednotiek, ktoré sa štandardne používajú na celom svete pri riešení týchto problémov, má jednotky kilogramov (kg) a ich odvodeniny, zatiaľ čo objem má jednotky metrov kubických alebo m3, pričom meter je jednotka dĺžky SI. Zodpovedajúcim spôsobom sa hustota, ktorá predstavuje hmotnosť na jednotku objemu, často vyjadruje v kg / m3. Pretože v každodenných experimentoch a meraniach sú množstvá často menšie, je typické vidieť hustotu vyjadrenú v g / cm3alebo gm / ml (mililiter je definovaný ako kubický centimeter). Jeden kg / m3 sa rovná 1 000 g / cm3.
Odvodenie omše z objemu
Povedzme, že dostanete známy objem látky (voda alebo iná tekutina, kov alebo čokoľvek iné, o čom sa predpokladá, že má rovnomerné alebo takmer rovnomerné rozloženie hmoty), a požiadate o výpočet jej hmotnosti. Aby ste to dosiahli, na základe vyššie uvedených vzťahov musíte poznať hustotu látky a iba jej hustotu.
Pretože hustota (ρ) je hmotnosť (m) delené objemom (V.), potom sa hmotnosť rovná hustote krát objem:
\ rho = \ frac {m} {V}
Takže
m = \ rho V
Hustoty v skutočnom svete
Rôzne online tabuľky zahŕňajú hustoty bežných látok. Napríklad čistá voda s teplotou 4 ° C má hustotu 1 000 kg / m3 alebo 1 g / ml, opäť podľa definície. Oleje sú menej husté ako voda, a preto olejová zložka šalátového zálievky, ako je taliansky, pláva na vrchol zmesi. Mlieko, ktoré je zložené takmer výlučne z vody, ale obsahuje cukry, bielkoviny a (zvyčajne) tuky, má hustotu 1,03-násobok hustoty vody.
Kovy sú spravidla podstatne hustejšie ako kvapaliny a od jednej k druhej sa veľmi líšia. Napríklad zlato má hustotu 19,3 g / ml. To znamená, že 1 m3 zlata má hmotnosť:
m = 1 000 \ krát 19,3 = 19 300 \ text {kg}
Pretože 1 kg = 2,204 lb, časť zlata jeden meter na jeden meter na jeden meter (veľká asi ako malý stôl) by mala hmotnosť 42 537 libier, viac ako 21 ton.
Aplikácie
Pretože moderná námorná loď je vyrobená predovšetkým z kovu, ako pláva? Aby niečo plávalo vo vode, musí to mať menšiu hmotnosť ako voda, ktorú vytláča. Toho sa dosahuje v dôsledku všetkého prázdneho priestoru zahrnutého do konštrukcie lode, ako je priestor medzi vrstvami trupu lode. Keď je kovový čln, napríklad kanoe, umiestnený vo vode, je to takzačínapotopiť, pretože najskôr sa voda dotýka pevného kovu. Ale pretožecelkovohustota kanoe je menšia ako hustota ekvivalentného objemu vody, aj keď je k nej pridaný jeden alebo dvaja cestujúci, väčšina zostáva nad vodnou hladinou.