Malzemeler esas olarak yoğunluğa göre yüzer veya batar. Buz küpleri sudan biraz daha az yoğun olduğundan, buz küpleri suda yüzer. Çelik cıvadan daha az, sudan daha yoğun olduğu için, çelik bilyeli rulman sıvı cıva içinde yüzer, ancak suda batar. Yoğunluğu anlamak, nasıl hesaplanacağını anlamakla başlar.
Yoğunluk Tanımı ve Formülü
Yoğunluk, bir nesnenin kütlesinin hacmine oranıdır ve bu nedenle yoğunluk, ölçülen değerden ziyade hesaplanan bir değerdir. Yoğunluğu bulmak, bir cismin hem kütlesini hem de hacmini ölçmeyi gerektirir. Yoğunluk katıları, sıvıları ve gazları tanımlamak için kullanılır.
Kimyadaki yoğunluk formülü, yoğunluk eşittir kütledir.Mhacme bölünmüşV. Yoğunluk ile temsil edilebilirDveya Yunan harfi rho (ρ), bu nedenle formül şu şekilde yazılabilir:
D= \frac{M}{V} \\ \text{veya} \;ρ= \frac{M}{V}
Jeolojide, özgül ağırlık yoğunluktan daha fazla kullanılır, ancak ikisi yakından ilişkilidir. Özgül ağırlık, nesnenin yoğunluğunun suyun yoğunluğuna (1.0 g/cm2) bölünmesinden oluşur.3), boyutsuz bir değer verir.
Yoğunluk Birimleri
Katılar için, metrik sistemdeki yoğunluk birimleri genellikle g/cm olarak yazılan santimetre küp (hacim) başına gram (kütle) olarak rapor edilir.3. Yoğunluk, metreküp başına kilogram (kg/m2) olarak da bildirilebilir.3), santimetre küp başına kilogram (kg/cm3) veya metreküp başına gram (g/m3).
Daha az yaygın olarak yoğunluk, lb/ft olarak yazılan fit küp (hacim) başına pound (kütle) olarak bildirilebilir.3, inç küp başına pound (lb/inç3) veya yarda başına pound (lb/yd)3).
Sıvılar için yoğunluk en yaygın olarak mililitre başına gram (g/mL) olarak rapor edilirken, gaz yoğunluğu genellikle litre başına gram (g/L) olarak rapor edilir. Sıvı ve gaz yoğunlukları basınç ve sıcaklıkla değişir, ancak genel olarak rapor edilecektir. standart basınç (bir atmosfer) ve sıcaklık (sıvılar için 25°C ve gazlar için 0°C) açısından.
Kütle ölçümü
Katıların kütlesini bulmak, kütleyi ölçen üçlü ışınlı bir terazi veya elektronik terazinin kullanılmasını gerektirir. Numuneyi tepsiye yerleştirin, ardından kütleyi bulmak için aletin prosedürünü izleyin. Bir tozun veya sıvının kütlesini ölçüyorsanız, önce bir kabın kütlesini bulun, ardından tozu veya sıvıyı ekleyin ve kabın kütlesini çıkarmadan önce toplam kütleyi ölçün.
Ölçüm Hacmi
Normal bir çokgenin hacmini bulmak, yalnızca katının boyutlarını ölçmeyi ve şeklin formülünü aramayı gerektirir. Örneğin, 10 cm x 5 cm x 2 cm boyutlarında dikdörtgen bir blok 10 × 5 × 2 veya 100 santimetreküp hacme sahiptir.
Düzensiz şekilli katıların hacmini bulmak, Arşimet yer değiştirme ilkesini kullanır. Dereceli silindire bilinen miktarda su ölçün, düzensiz şekilli nesneyi silindire yerleştirin ve hacimdeki değişimi belirlemek için dereceli silindiri okuyun. Dereceli silindir üzerindeki okuma değişikliği ile gösterilen yer değiştiren su, sokulan nesnenin hacmine eşittir.
Sıvılar için hacim, dereceli silindir kullanılarak doğrudan ölçülebilir.
Yoğunluğu Bulmak İçin Hesaplamalar
Yoğunluğu bulmak için ölçülen kütleyi ölçülen hacme bölün (D = M ÷ V).
Yoğunluk Formülü Örnekleri: Katılar
Her iki tarafı 1 santimetre olan bir malzemenin küpünün kütlesi 7,90 gram ise yoğunluk hesabı şöyle olur:
D= \frac{7,90\;\text{g}}{1 \;\text{cm} × 1\;\text{cm} × 1 \;\text{cm}} = 7,90 \;\text{g /cm}^3
Malzeme büyük ihtimalle demirdir.
Düzensiz şekilli bir cismin kütlesi 211.4 gram olarak ölçülür. Yer değiştiren suyun hacmi 20 mililitreye eşittir. Bir mililitre su, bir santimetre küp hacim kapladığı için, nesnenin hacmi 20 santimetre küpüne eşittir. Formülün tamamlanması gösterir
D= \frac{211.4\;\text{g}}{20 \;\text{cm}^3} = 10.57 \;\text{g/cm}^3
Malzeme büyük ihtimalle gümüş.
Yoğunluk Formülü Örnekleri: Sıvılar
Hacmi 50 mililitre (mL) olan bir sıvının kütlesi 63 gramdır (g). Yani
D= \frac{63\;\text{g}}{50 \;\text{mL}} = 1,26 \;\text{g/mL}
Sıvının gliserin olması muhtemeldir.
Ölçülen kütlesi 338.75 gram olan bir sıvı 25 mililitrelik bir hacim kaplar. Yoğunluk formülünü tamamlama gösterir
D= \frac{338,75\;\text{g}}{25 \;\text{mL}} = 13,55 \;\text{g/mL}
Sıvı muhtemelen cıvadır.
Çevrimiçi Yoğunluk Formülü Hesaplayıcı
Çevrimiçi yoğunluk formülü hesaplayıcıları mevcuttur. Bununla birlikte, üç değişkenden ikisi (kütle, hacim veya yoğunluk) bilinmelidir (Kaynaklara Bakın).