วิธีการคำนวณปริมาตรของน้ำแข็ง

วันนี้เป็นวันฤดูร้อนและคุณต้องการทำน้ำมะนาวสักแก้วให้ตัวเอง คุณเติมน้ำแข็งลงในเครื่องดื่ม แล้วน้ำมะนาวก็ทะลักออกมา! แต่เพื่อนของคุณที่เติมน้ำแข็งลงในเครื่องดื่มก่อนจะรินน้ำมะนาวลงไป จะไม่มีทางหกเลอะเทอะ แม้ว่าน้ำแข็งจะละลายลงไปในเครื่องดื่มก็ตาม

เพื่อให้เข้าใจปรากฏการณ์นี้ คุณต้องเข้าใจว่าความหนาแน่นของน้ำเปลี่ยนแปลงไปตามอุณหภูมิอย่างไร

เพื่อให้เข้าใจวิธีการคำนวณอัตราส่วนปริมาตรน้ำแข็งต่อน้ำ คุณอาจถามว่า "น้ำแข็ง 1 ถ้วยเท่ากับน้ำเท่าไร" เพื่อตอบคำถามนี้ คุณต้องเข้าใจความหนาแน่น

ความหนาแน่นเชิงปริมาตรของน้ำ อธิบายมวลของน้ำที่อาศัยอยู่ในหน่วยปริมาตรหนึ่งหน่วย ขนาดของความหนาแน่นของปริมาตรจึงเป็น are มวลต่อหน่วยปริมาตร. หน่วยสามารถเป็นกรัมต่อหน่วยมิลลิลิตร (g/mL) กิโลกรัมต่อหน่วยลิตร (kg/L) หรือหน่วยมวลอื่นๆ ต่อหน่วยปริมาตร ความหนาแน่นของน้ำของเหลวนั้นจำง่ายมาก คือ 1 g/mL

น้ำเป็นสารที่ไม่ธรรมดาจริงๆ เพราะ น้ำที่เป็นของแข็ง (เรียกว่าน้ำแข็ง) มีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำที่เป็นของเหลว. ความหนาแน่นของน้ำแข็งคือ 0.92 g/mL ซึ่งหมายความว่าถ้าคุณเอาน้ำหนึ่งกรัมแล้วใส่ลงใน ช่องแช่แข็งเมื่อนำออกมาจะมีปริมาตรเพิ่มขึ้นและใช้พื้นที่มากกว่าเมื่อก่อน ของเหลว

ในทางกลับกัน (จำน้ำมะนาวเมื่อก่อน) หากคุณเริ่มด้วยเครื่องดื่มที่มีน้ำแข็งสองสามก้อนแล้วละลาย ระดับน้ำใน ถ้วยจะยังคงเหมือนเดิม เนื่องจากน้ำแข็งที่ลอยอยู่จะใช้พื้นที่มากเท่ากับส่วนที่จมอยู่ใต้น้ำเมื่อมี ละลาย.

แต่ถ้าคุณมีน้ำแข็งหนึ่งถ้วยล่ะ? คุณจะได้น้ำกี่แก้วเมื่อน้ำแข็งละลาย?

เริ่มต้นด้วยการแปลงถ้วยสหรัฐเป็นมิลลิลิตร: 1 ถ้วยสหรัฐ = 236.588 มล. เพื่อใช้ความหนาแน่นที่ทราบในหน่วยกรัมต่อมิลลิลิตร ทีนี้ คูณปริมาตรเป็นมิลลิลิตรด้วยความหนาแน่นของน้ำแข็งเพื่อให้ได้กรัมของน้ำ ซึ่งจะไม่เปลี่ยนแปลงเมื่ออุณหภูมิของน้ำเปลี่ยนแปลง

ดังนั้นมวลของน้ำคือ 236.588 มล. คูณ 0.92 g/mL = 217.661 g ของน้ำ ในการคำนวณปริมาตรของน้ำของเหลว 217.661 กรัม ให้หารกรัมของน้ำด้วยความหนาแน่นของน้ำของเหลวอย่างง่าย: 217.661 g / (1 g/mL) = 217.661 mL หรือประมาณ 0.92 ถ้วยน้ำ

วิธีที่ดีในการตรวจสอบงานของคุณคือตรวจสอบว่าคำตอบที่คุณได้รับ "สมเหตุสมผล" หรือไม่ ในกรณีนี้ คุณรู้หรือไม่ว่า ปริมาณลดลงเมื่อน้ำแข็งละลายเป็นน้ำเหลว. ดังนั้นหากระดับเสียงลดลงแสดงว่าคุณมาถูกทางแล้ว! เมื่อดูจากตัวเลขแล้ว น้ำแข็งประมาณ 237 มิลลิลิตรละลายเป็นน้ำของเหลวประมาณ 218 มิลลิลิตร ดังนั้นคำตอบ "สมเหตุสมผล!"

การจำขั้นตอนทั้งหมดสำหรับการคำนวณปริมาตรจากความหนาแน่นนั้นเป็นสิ่งที่ควรค่าแก่การจดจำ แต่การใช้อัตราส่วนน้ำแข็งต่อน้ำเป็นวิธีที่รวดเร็วในการคำนวณ

อัตราส่วนของความหนาแน่นเป็นเพียงความหนาแน่นของความหนาแน่นของส่วนอื่นหารด้วยความหนาแน่นของอีกความหนาแน่นหนึ่ง: ความหนาแน่นของน้ำแข็งต่อน้ำคือ 0.92 เมื่อใช้อัตราส่วนนี้ เราสามารถคูณปริมาตรของน้ำแข็งด้วย 0.92 ซึ่งเป็นปัจจัยในการแปลงปริมาตรของน้ำแข็งเป็นน้ำของเหลว

สังเกตว่าก่อนหน้านี้ คุณอาจใช้อัตราส่วนนี้ในการคำนวณอย่างรวดเร็วว่าน้ำแข็ง 1 ถ้วยจะให้น้ำของเหลว 0.92 ถ้วย

โดยทั่วไป เช่นเดียวกับตัวอย่างการแปลงปริมาณน้ำแข็งเป็นน้ำ คุณสามารถใช้อัตราส่วนสำหรับการแปลงอย่างรวดเร็วในสถานการณ์อื่นๆ ได้เช่นกัน

• น้ำที่เป็นของแข็ง (น้ำแข็ง) มีความหนาแน่นน้อยกว่าน้ำที่เป็นของเหลว อัตราส่วนของความหนาแน่นเชิงปริมาตร (.92) สามารถใช้เพื่อแปลงปริมาตรของน้ำแข็งเป็นปริมาตรของน้ำของเหลวได้อย่างรวดเร็ว

คำศัพท์ น้ำหนัก มวล และปริมาตร ทั้งหมดนี้มีสิ่งที่เรียกว่า "หน่วย" แต่ละคนบอกเราว่ากำลังวัดปริมาณประเภทใด

น้ำหนักเป็นแรงของวัตถุเนื่องจากมวลและความเร่งของแรงโน้มถ่วงในท้องถิ่น แต่มวลเป็นเพียงปริมาณของสสารในวัตถุ มวลของวัตถุจะเปลี่ยนแปลงก็ต่อเมื่อมีคนตัดส่วนหนึ่งของวัตถุออกจากวัตถุแล้วนำออกไป ห่างออกไป แต่น้ำหนักของวัตถุสามารถเปลี่ยนแปลงได้หากมีคนเคลื่อนย้ายจากหุบเขาขึ้นสู่ยอดภูเขา

ในทางกลับกัน ปริมาณคือปริมาณพื้นที่ทางกายภาพที่จำเป็นสำหรับมวลบางส่วน

สิ่งสำคัญคือต้องจำความแตกต่างระหว่างปริมาณเหล่านี้ เพื่อให้มั่นใจว่าคำตอบของคุณ "สมเหตุสมผล!"