Yoğunlukfizikte, belirli bir fiziksel alan (hacim) içinde var olan bir şeyin miktarının bir ölçüsüdür. Çoğu zaman, "yoğunluk" geleneksel olarak "kütle yoğunluğu" anlamına gelir, ancak bir kavram olarak basitçe bir şeyin ne kadar kalabalık olduğunu tanımlar.
Örneğin Hong Kong'un nüfus yoğunluğu son derece yüksekken Sibirya'nın nüfus yoğunluğu son derece düşüktür. Ama her durumda, "insanlar" analizin konusudur.
Belirli bir miktarda tek bir elementten (örneğin bir gram saf altın veya gümüş) veya homojen bir element karışımından (bir litre saf altın veya gümüş gibi) oluşan maddeler için. Bilinen, sabit bir oranda hidrojen ve oksijen içeren damıtılmış su), yoğunlukta anlamlı bir değişiklik olmadığı varsayılabilir. örneklem.
Bu, önünüzdeki 60 kg'lık homojen bir cismin yoğunluğu 12 kg/L ise, cismin seçilen herhangi bir küçük parçasının yoğunluğu için bu değere sahip olması gerektiği anlamına gelir.
Yoğunluk Tanımlı
Yoğunluğa Yunanca rho (ρ) harfi atanır ve basitçe kütledir.mhacme bölünmüşV. SI birimleri kg/m2'dir.
3, ancak g/mL veya g/cc (1 mL = 1 cc) laboratuvar ortamlarında daha yaygın birimlerdir. Bu birimler aslında suyun yoğunluğunu oda sıcaklığında 1.0 olarak tanımlamak için seçilmiştir.- Günlük malzemelerin yoğunluğu:Altın, tahmin edebileceğiniz gibi çok yüksek bir yoğunluğa sahiptir (19.3 g/cc). Sodyum klorür (sofra tuzu) 2.16 g/cc'de kontrol edilir.
Ortalama Yoğunluk Örnekleri
Mevcut madde veya maddelerin tipine bağlı olarak, yoğunluk karışım problemine yaklaşmanın birkaç yolu vardır.
En basiti, size bir dizi N nesne verildiğinde ve kümedeki nesnelerin ortalama yoğunluğunu belirlemeniz istendiğinde. Bu tür bir örnek, kümedeki öğelerin aynı temel "tip" olduğu durumlarda ortaya çıkar (örneğin, İngiltere'deki insanlar, bir kümedeki ağaçlar). Montana'da bir orman, Tennessee'de bir şehir kütüphanesindeki kitaplar) ancak söz konusu karakteristikte (ör. sayfalar).
MİSAL:Aşağıdaki kütle ve hacimlere sahip üç bilinmeyen bileşim bloğu verilir:
- Kaya A: 2.250 gr, 0.75 L
- Kaya B: 900 g, 0,50 L
- Kaya C: 1.850 gr, 0.50 L
a) Kümedeki kayaçların yoğunluklarının ortalamasını hesaplayın.
Bu, her bir kayanın bireysel yoğunluğunu bularak, bunları toplayarak ve setteki toplam kaya sayısına bölerek yapılır:
\frac{(2.250/0.75) + (900/0.50) + (1.650/ 0.60)}{3} = \frac{(3.000 + 1.800 + 3.700)}{3}=2833\text{ g/L}
b) Bir bütün olarak kayaların ortalama yoğunluğunu hesaplayın.
Bu durumda toplam kütleyi toplam hacme bölersiniz:
\frac{(2.250 + 900 + 1.850) }{ (0.75 +0.50 + 0.50)}=\frac{5.000 }{ 1.75}= 2857\frac{ g/cc}
Rakamlar farklıdır çünkü kayalar bu hesaplamalara eşit oranda katkıda bulunmaz.
Ortalama Yoğunluk Formülü: Maddelerin Karışımı
MİSAL:Size başka bir gezegenden 5 L'lik (5.000 cc veya mL) bir malzeme parçası veriliyor ve bunun hacimce listelenen oranlarda aşağıdaki elementlerin kaynaşmış üç parçasından oluştuğu söyleniyor:
- Kalınlık (ρ = 15 g/mL): %15
- Waterium (ρ = 1 g/mL): %60
- Thinnium (ρ = 0,5 g/mL): %25
Bir bütün olarak yığının yoğunluğu nedir?
Burada, önce yüzdeleri ondalık sayılara çevirirsiniz ve karışımın ortalama yoğunluğunu elde etmek için bunları tek tek yoğunluklarla çarparsınız:
(0,15)(15) + (0,60)(1,0) + (0,25)(0,50) = 2,975\text{ g/cc}