Massdensiteten hos ett objekt, enklare kallatdensitet, är dess massa dividerat med dess volym. Densitet representeras vanligtvis av den grekiska bokstavenrho (ρ) och beräknas med bulkdensitetsformeln:
\ rho = \ frac {m} {V}
Härmär massan av ett objekt ochVär dess volym.
I det metriska systemet har densiteten enheter av kilogram per kubikmeter (kg / m3) eller gram per kubikcentimeter (g / cm3). I det engelska systemet skulle ekvivalenten vara pund per kubikfot (lb / ft3).
Vad är massa?
Massaär mängden materia i ett objekt, en konstant egenskap som motsvarar motståndet hos det objektet mot acceleration. En stenblock har samma massa, oavsett om den är på marken, i rymden eller på Jupiter.Viktanvänds omväxlande med massa i vanligt språk, men de är faktiskt väldigt olika.
Vikt är kraften på en massa under påverkan av tyngdkraften och varierar därför med det lokala gravitationsfältet. Så stenblocken har en viss vikt som sitter på jordens yta, ingen vikt som flyter i rymden och oerhört större vikt i Jupiters höga tyngdkraft.
Vad är volym?
Volymär mängden utrymme som ett objekt upptar, vilket beror på materialets arrangemang. Ett fast block av en plast som kallaspolystyrenkan ha en volym på 50 kubikcentimeter. Om du fyller samma block av polystyren med luftbubblor, skulle det expandera och du gör isopor, som skulle ha samma massa men en mycket större volym, kanske så mycket som 500 kubikcentimeter.
Nu när du känner till massdensitetsformeln och vad massa och volym är har du allt du behöver för att beräkna plastdensiteten.
Beräkna densitet experimentellt
1. Skaffa en bit av plasten.Om kompositionen är enhetlig har en liten bit samma densitet som en stor bit och du kan använda ett mindre prov för enklare mätning. Ett större prov möjliggör emellertid mer noggrann mätning av både massa och volym.
2. Väg provet med en balans eller skala.Registrera massan i gram. Om skalan mäter pund, multiplicera resultatet med 453,6 g / lb för att konvertera pund till gram.
3. Mät provets volym.Fyll en stor graderad cylinder med vatten till 500 ml-nivån och doppa provet.
Många plaster är mindre täta än vatten och kommer att flyta. Placera i så fall en tung vikt som en metallmutter i botten av cylindern och tillsätt vatten till 500 ml-nivån. Ta bort vikten och binda den till plastprovet med en kort trådlängd.
Släpp dem i vattnet så att provet är helt nedsänkt. Viktvolymen inkluderades när cylindern kalibrerades med vatten på 500 ml-nivån, så vikten påverkar inte mätningen.
Skillnaden mellan den nya och den ursprungliga vattennivån är objektets volym. Kom ihåg att en milliliter (ml) är lika med en kubikcentimeter (cm)3).
4. Beräkna densitet med bulkdensitetsformeln. För att beräkna provets densitet, dela den uppmätta massan med den uppmätta volymen.
Exempel: Beräkna densiteten för LDPE
Om du vill mäta densiteten av LDPE (lågdensitetspolyeten), en vanlig plast som används i hushållsföremål, följ de beskrivna stegen:
Steg 1:Skaffa en bit av plasten.Klipp ut ett prov från ett objekt som gjorts med LDPE.
Steg 2:Väg provet med en balans eller skala.Omvandla pund till gram om det behövs. Om provet väger 0,15 lb är massan i gram 0,15 lb × 453,6 g / lb = 68,04 g.
Steg 3:Mät provets volym.Om vattennivån stiger till 574,1 ml när plasten sänks ner i den graderade cylindern, är provets volym 574,1 ml - 500 ml = 74,1 ml eller 74,1 cm3.
Steg 4:Beräkna densitet med bulkdensitetsformeln.
\ rho = \ frac {m} {V} = \ frac {68.04} {74.1} = 0.92 \ text {g / cm} ^ 3