Kako so povezani gostota, masa in prostornina?

​Gostotaopisuje razmerje med maso in prostornino predmeta ali snovi.Mašameri odpornost materiala na pospešitev, ko nanj deluje sila. Po Newtonovem drugem zakonu gibanja (F = ma), je neto sila, ki deluje na objekt, enaka zmnožku njegove masne pomnožitve.

Ta formalna definicija mase vam omogoča, da jo uvrstite v druge okvire, kot so izračunavanje energije, giba, centripetalne sile in gravitacijske sile. Ker je gravitacija na površini Zemlje skoraj enaka, teža postane dober pokazatelj mase. Povečanje in zmanjševanje količine izmerjenega materiala povečuje in zmanjšuje maso snovi.

• Gostota predmeta je razmerje med maso in prostornino predmeta. Masa je, koliko se upira pospeševanju, ko nanjo deluje sila, in na splošno pomeni, koliko predmeta ali snovi obstaja. Volume opisuje, koliko prostora zavzame predmet. Te količine lahko uporabimo pri določanju tlaka, temperature in drugih lastnosti plinov, trdnih snovi in ​​tekočin.

Obstaja jasno razmerje med maso, gostoto in prostornino. Za razliko od mase in prostornine povečanje količine izmerjenega materiala ne poveča ali zmanjša gostote. Z drugimi besedami, povečanje količine sladke vode z 10 gramov na 100 gramov bo spremenilo tudi prostornino od 10 mililitrov do 100 mililitrov, vendar gostota ostane 1 gram na mililiter (100 g ÷ 100 ml = 1 g / ml).

Zaradi tega je gostota koristna lastnost pri prepoznavanju številnih snovi. Ker pa prostornina s spremembami temperature in tlaka odstopa, se lahko tudi gostota spreminja s temperaturo in tlakom.

Za dano maso inprostornina,koliko fizičnega prostora zavzame material predmeta ali snovi, ostane gostota pri dani temperaturi in tlaku konstantna. Enačba za to razmerje je

v kateriρ(rho) je gostota,mje masa inVje prostornina, tako da je enota gostote kg / m³. Vzajemna gostota (1/ρ) je znan kotspecifična prostornina, merjeno v m³ /kg.

Volumen opisuje, koliko prostora zaseda snov, in je podan v litrih (SI) ali galonah (angleško). Prostornina snovi se določi glede na to, koliko snovi je prisotno in kako tesno so delci materiala pakirani skupaj.

Posledično lahko temperatura in tlak močno vplivata na količino snovi, zlasti plinov. Tako kot pri masi tudi povečanje in zmanjšanje količine materiala povečuje in zmanjšuje prostornino snovi.

Pri plinih je prostornina vedno enaka posodi, v kateri je plin. To pomeni, da lahko za pline prostornino povežete s temperaturo, tlakom in gostoto z uporabo zakona o idealnem plinu

v kateriPje tlak v atmih (atmosferske enote),Vje prostornina v m³ (metri v kockah),nje število molov plina,Rje univerzalna plinska konstanta (R= 8,314 J / (mol x K)) inTje temperatura plina v Kelvinu.

•••Syed Hussain Ather

Še trije zakoni opisujejo razmerja med prostornino, tlakom in temperaturo, ko se spreminjajo, ko so vse druge količine konstantne. Enačbe so znane kot Boyleov zakon, Gay-Lussacov zakon in Charlesov zakon.

V vsakem zakonu leve spremenljivke opisujejo prostornino, tlak in temperaturo v začetnem trenutku, desne pa v drugi poznejši časovni točki. Temperatura je konstantna za Boyleov zakon, volumen je stalen za Gay-Lussacov zakon, tlak pa za Charlesov zakon.

Ti trije zakoni sledijo istim načelom zakona o idealnem plinu, vendar opisujejo spremembe v kontekstu temperature, tlaka ali prostornine, ki je konstantna.

Čeprav se ljudje na splošno z maso sklicujejo na to, koliko snovi je prisotno ali kako težko je na različne načine ljudje se sklicujejo na množice različnih znanstvenih pojavov, pomeni, da masa potrebuje bolj enotno opredelitev, ki zajema vse njene uporablja.

Znanstveniki običajno govorijo o subatomskih delcih, kot so elektroni, bozoni ali fotoni, ki imajo zelo majhno količino mase. Toda mase teh delcev so pravzaprav le energija. Medtem ko je masa protonov in nevtronov shranjena v gluonih (material, ki protone in nevtrone drži skupaj), masa elektrona je veliko bolj zanemarljiva, saj so elektroni približno 2000-krat lažji od protonov in nevtronov.

Gluoni predstavljajo močno jedrsko silo, eno od štirih temeljnih sil vesolja elektromagnetno silo, gravitacijsko silo in šibko jedrsko silo, pri čemer nevtroni in protoni ostanejo vezani skupaj.

Čeprav velikost celotnega vesolja ni natančno znana, ima opazovano vesolje, snov v vesolju, ki so jo preučevali znanstveniki, maso približno 2 x 10⁵⁵ g, približno 25 milijard galaksij velikosti Rimske ceste. To obsega 14 milijard svetlobnih let, vključno s temno snovjo, snovjo, za katero znanstveniki niso popolnoma prepričani, iz česa je sestavljena in svetlobna snov, kaj predstavlja zvezde in galaksije. Gostota vesolja je približno 3 x 10^-30 g / cm³.

Znanstveniki te ocene pripravijo z opazovanjem sprememb v kozmičnem mikrovalovnem ozadju (artefakti elektromagnetnega sevanja iz primitivnih stopenj vesolja), super grozdi (grozdi galaksij) in nukleosinteza Big Bang (proizvodnja ne-vodikovih jeder v zgodnjih fazah vesolje).

Znanstveniki preučujejo te značilnosti vesolja, da bi določili njegovo usodo, ali se bo še naprej širilo ali pa se bo na neki točki propadlo samo po sebi. Ko se vesolje še naprej širi, so znanstveniki mislili, da gravitacijske sile dajejo predmetom privlačno silo med seboj, da upočasni širitev.

Toda leta 1998 so opazovanja oddaljenih supernov s Hubblovim teleskopom pokazala, da je bilo vesolje širjenje vesolja s časom vse večje. Čeprav znanstveniki še niso ugotovili, kaj točno povzroča pospeševanje, je to širjenje pospeševanje vodi znanstvenike k teoriji, da bi temna energija, ime za ta neznani pojav, lahko upoštevati to.

V masi vesolja ostaja veliko skrivnosti o masi, ki predstavljajo večino vesoljne mase. Približno 70% masne energije v vesolju prihaja iz temne energije in približno 25% iz temne snovi. Le približno 5% izhaja iz navadne snovi. Te podrobne slike različnih vrst mas v vesolju kažejo, kako raznolika je lahko masa v različnih znanstvenih okoliščinah.

Gravitacijska sila predmeta v vodi inživahna silaki ga drži navzgor, določa, ali predmet lebdi ali ponikne. Če je živahna sila ali gostota predmeta večja od sile tekočine, plava in, če ne, ponikne.

Gostota jekla je veliko večja od gostote vode, vendar je oblikovana ustrezno, gostoto lahko zmanjšamo z zračnimi prostori in ustvarimo jeklene ladje. Gostota vode, ki je večja od gostote ledu, tudi pojasnjuje, zakaj led plava v vodi.

​Specifična težnostje gostota snovi, deljena z gostoto referenčne snovi. Ta referenca je zrak brez vode za pline ali sladka voda za tekočine in trdne snovi.