Sposobnost pretvorbe med enoto mase, gostote in prostornine je ena temeljnih veščin, potrebnih za reševanje osnovnih problemov v fiziki in kemiji. Masa v sistemu SI enot, ki se privzeto uporabljajo po vsem svetu za reševanje takšnih problemov, ima enote kilogramov (kg) in njihove izpeljanke, prostornina pa enote metrov v kockah ali m3, števec je enota dolžine SI. Ustrezno je gostota, ki je masa na enoto prostornine, pogosto izražena v kg / m3. Ker so količine pogosto manjše pri vsakdanjih poskusih in meritvah, je značilno, da vidimo gostoto, izraženo v g / cm3, ali gm / ml (mililiter je opredeljen kot kubični centimeter). En kg / m3 je enako 1.000 g / cm3.
Izhajanje mase iz volumna
Recimo, da dobite znano količino snovi (vode ali druge tekočine, kovine ali česar koli drugega, za kar se domneva, da ima enakomerno ali skoraj enakomerno porazdelitev snovi) in prosite za izračun njene mase. Če želite to narediti, morate na podlagi zgornjih razmerij poznati gostoto snovi in samo njeno gostoto.
Ker je gostota (ρ) je masa (m), deljeno s prostornino (V), potem je masa enaka gostoti in prostornini:
\ rho = \ frac {m} {V}
Torej
m = \ rho V
Gostote v resničnem svetu
Različne spletne tabele vključujejo gostoto običajnih snovi. Na primer, navadna voda pri temperaturi 4 ° C ima gostoto 1.000 kg / m3 ali 1 g / ml, spet po definiciji. Olja so manj gosta kot voda, zato oljna komponenta solatnega preliva kot italijanski plava na vrh mešanice. Mleko, ki je skoraj v celoti sestavljeno iz vode, vendar vsebuje sladkorje, beljakovine in (običajno) maščobe, ima gostoto 1,03-krat večjo od gostote vode.
Kovine so praviloma bistveno bolj goste kot tekočine in se zelo razlikujejo od ene do druge. Zlato ima denimo gostoto 19,3 g / ml. To pomeni, da 1 m3 zlata ima maso:
m = 1000 \ krat19,3 = 19,300 \ besedilo {kg}
Ker je 1 kg = 2,204 lb, bi bil del zlata, en meter na meter na meter (približno velikosti majhne mize), maso 42.537 funtov, več kot 21 ton.
Aplikacije
Ker je sodobna pomorska ladja izdelana predvsem iz kovine, kako plava? Da nekaj plava v vodi, mora imeti manj mase kot voda, ki jo izpodriva. To se doseže kot rezultat celotnega praznega prostora, ki je vključen v konstrukcijo ladje, na primer prostora med sloji ladijskega trupa. Ko je kovinski čoln, kot je kanu, postavljen v vodozačneda se potopi, ker je trdna kovina tista, ki najprej stopi v stik z vodo. Toda kerna splošnogostota kanuja je manjša od gostote enakovredne količine vode, tudi če je dodan en ali dva potnika, večina ostane nad vodno gladino.