Здатність перетворювати між одиницями маси, щільності та об'єму є однією з фундаментальних навичок, необхідних для вирішення основних проблем фізики та хімії. Маса в системі одиниць СІ, що використовується за замовчуванням у всьому світі для вирішення таких проблем, має одиниці кілограмів (кг) та їх похідних, тоді як обсяг має одиниці метрів кубічних або3, лічильник - одиниця довжини СІ. Відповідно, щільність, яка є масою на одиницю об’єму, часто виражається в кг / м3. Оскільки в повсякденних експериментах та вимірах кількість часто менша, типово бачити щільність, виражену в г / см3, або г / мл (мілілітр визначається як кубічний сантиметр). Один кг / м3 дорівнює 1000 г / см3.
Виведення маси від обсягу
Скажімо, вам дають відомий об’єм речовини (води чи іншої рідини, металу чи чогось іншого, що передбачає рівномірний або майже рівномірний розподіл речовини) і попросять розрахувати її масу. Для цього, виходячи із встановлених вище зв’язків, ви повинні знати щільність речовини і лише її щільність.
Оскільки щільність (ρ) - маса (м), поділений на обсяг (V), тоді маса дорівнює щільності, помноженій на обсяг:
\ rho = \ frac {m} {V}
Так
m = \ rho V
Щільність у реальному світі
Різні онлайн-таблиці включають щільність звичайних речовин. Наприклад, звичайна вода при температурі 4 ° С має щільність 1000 кг / м3 або 1 г / мл, знову за визначенням. Олії менш щільні, ніж вода, саме тому масляний компонент заправки салату, як італійський, спливає до верху суміші. Молоко, яке майже повністю складається з води, але включає цукри, білки та (зазвичай) жири, має щільність, що в 1,03 рази перевищує щільність води.
Як правило, метали помітно щільніші за рідини і сильно варіюються від одного до іншого. Наприклад, золото має щільність 19,3 г / мл. Це означає, що 1 м3 золота має масу:
m = 1000 \ раз19,3 = 19,300 \ текст {кг}
Оскільки 1 кг = 2,204 фунта, порція золота метр на метр на метр (приблизно розміром з маленький столик) мала б масу 42 537 фунтів, перевищуючи 21 тонну.
Програми
Оскільки сучасне морехідне судно зроблене переважно з металу, як воно плаває? Щоб щось плавало у воді, воно повинно мати меншу масу, ніж вода, яку він витісняє. Це досягається в результаті всього порожнього простору, включеного в конструкцію корабля, наприклад простору між шарами корпусу корабля. Коли металевий човен, такий як каное, поміщають у воду, вінпочинаєтьсятонути, тому що твердий метал - це те, що першим контактує з водою. Але тому щозагаломщільність каное менше, ніж у еквівалентного об'єму води, навіть з додаванням одного або двох пасажирів, більша частина залишається над поверхнею води.