Як обчислити густину речовини

Щільність речовини у фізиці - це співвідношення між її масою та одиницею обсягу. Воно описує, наскільки щільний матеріал у певній галузі. Грецький вчений Архімед був тим, хто висунув цю концепцію, яка так широко застосовується у різних галузях. Символ щільності об'єкта – D або ρ.

Залізо, платина та свинець – приклади щільних матеріалів. Багато видів гірських порід та мінералів є прикладами щільних матеріалів. Щільні матеріали, швидше за все, на дотик важкі або тверді. Протилежністю щільного матеріалу є розріджений матеріал. Прикладами розрідженого матеріалу є скло, бамбук, алюміній та пінополістирол.

Щільність деяких поширених елементів та з'єднань:

Обережно! Якщо викладач виявить плагіат у роботі, не уникнути великих проблем (аж до відрахування). Якщо немає можливості написати самому, замовте тут.

Загалом рідини менш щільні, ніж тверді тіла, а гази менш щільні, ніж рідини. Це тим, що у твердих тілах частинки щільно упаковані, в рідинах частинки можуть ковзати друг по одному, а газах частки вільно переміщаються у всьому обсязі.

Застосування

Щільність має безліч застосувань у нашому повсякденному житті, включаючи проектування труб, будівництво, повітряні кулі з гелієм, розподіл навантаження в літаках, а також той факт, що лід плаває на воді та багато іншого.

Методи поділу дозволяють зрозуміти густину двох речовин. Наприклад, відокремлення нафти від води. Коли цистерна з нафтою витікає в океан, краплі нафти плавають, оскільки їхня щільність у воді нижча.

Хоча основними силами, що допомагають літаку, є тиск і швидкість, густина також відіграє важливу роль.Розподіл ваги літака спроектовано таким чином, що його щільність не є рівномірною.

Якщо щільність об'єкта менша за щільність води, то він буде плавати. Якщо він щільніший за воду, то він тоне. цистерни водою, щоб занурюватися під воду у разі потреби.

Питома вага

Питома вага речовини визначається як відношення його густини до густини іншої речовини.

Якщо питома вага речовини менше одиниці, вона втопиться в еталонному матеріалі;

Еталонною речовиною для рідин зазвичай є вода (103 кг/м3), тоді як еталонною речовиною для газів є повітря за температури навколишнього середовища (1,2 кг/м3).

Від чого залежить

Щільність речовини в першу чергу визначається її об'ємом і масою. підвищенні тиску об'єм тіла зменшується, а при зниженні тиску об'єм збільшується.

1. Щільність точно пропорційна температурі, оскільки обсяг і температура безпосередньо пов'язані.
2. Щільність обернено пропорційна тиску, оскільки обсяг і тиск знаходяться у зворотній залежності один від одного.

Одиниця виміру

Щільність – це кількісний вимір компактності об'єкта. Тому її потрібно виражати в одиницях. Можна використовувати безліч одиниць виміру щільності. У СІ одиницею густини є кг/м³. Для простоти використання одиниця, яка використовується для вираження густини газу, — г/см³. Аналогічно, для рідин використовується г/мл, а газів — г/л.

В системі СГС густина вимірюється в грамах на кубічний сантиметр (г/см3).

Існують інші одиниці для вираження щільності. Однак вони не входять до системи одиниць СІ. Ці одиниці позначаються так:

• грам на кубічний сантиметр (г/см3);
• 1 г/см3 = 1000 кг/м3;
• кілограм на кубічний дециметр (кг/дм3);
• грам на мілілітр (г/мл);
• метрична тонна на кубічний метр (т/м3);
• кілограм на літр (кг/л).

Як знайти, формула

Формула, за якою можна розрахувати щільність об'єкта, виражається так:

ρ = m/v

Тут ρ = густина об'єкта,

m = маса об'єкта, та

Приклади розв'язання задач

Знайдіть щільність у г/см3 металевого куба масою 55,0 г та довжиною ребра 2,70 см.

Довжина ребра куба = 2,70 див.

об'єм (V) = (2,70 см) 3 = 19,7 см3.

Тепер, коли ми знаємо обсяг:

Щільність (ρ) куба = 55,0/19,7 г/см3 = 2,80 г/см3.

Обчисліть густину води, якщо її маса 1160 кг, а об'єм 1 м3?

Щільність визначається за такою формулою:

ρ = 1160/1 = 1160 кг/м3.

Щільність свинцю становить 11,342 г/куб. см. Яким буде об'єм зразка цього металу масою 120,0 г?

Щільність = 11,342 г/куб. див.

Об'єм = 11,342/120,0 куб. см або см3 = 0,0945 куб. см або см 3 .

Якщо ви знайдете блискучий камінь, алотроп вуглецю об'ємом 0,042 см3 та масою 0,14 г, це графіт чи алмаз? Щільність графіту становить 2,266 г/см3, а густина алмазу - 3,51 г/см3.

Об'єм блискучого каменю = 0,042 см 3;

Маса блискучого каменю = 0,14 г;

Щільність графіту = 2266 г/см3;

Щільність алмазу = 3,51 г/см3.

Використовуйте рівняння щільності для вирішення задачі про m, масу графіту та масу алмазу.

m = 2,266 г/см³ x 0,042 см³ = 0,0951 г для графіту;

m = 3,51 г/см3 x 0,042 см³ = 0,1474 г для алмазу.

Маса знайденого вами блискучого каменю збігається з масою алмазу.

Скільки кілограмів ртуті заповнить п'ятилітровий посуд, якщо щільність ртуті дорівнює 13,6 г/сантиметр?

Посудина вміщує 5 л води.

Щільність ртуті = 13,6 г/куб. див.

Маса ртуті = 13,6 г/куб. см ÷ 5 л = 68 кг.

Як знайти щільність

Співавтор(и): Jessie Antonellis-John. Джессі Антонелліс-Джон - викладач математики та природничих наук із Південно-Західного Орегонського муніципального коллджу. Має понад 10 років досвіду, спеціалізується на складанні навчальних програм. Здобула ступінь PhD з педагогіки та педагогічної освіти в Арізонському університеті, ступінь магістра педагогіки в Західному губернаторському університеті та ступінь бакалавра з астрофізики в Коледжі Маунт-Холіок. Є співавтором кількох журнальних статей для професійних видань, що рецензуються.

Кількість переглядів цієї статті: 37 763.

Щільність тіла є відношенням маси до об'єму. Значення густини може використовуватися в геології, фізиці та інших природничих науках. Також від цієї властивості залежить плавучість або здатність тіла триматися на поверхні води, в якій використовується одиниця густини в 1 грам на кубічний сантиметр (г/см 3 ) - Стандартні одиниці виміру густини.

Як дізнатися значення змінних

• Помістіть порожню пробірку, посудину або іншу ємність на ваги та запишіть масу у грамах.
• Деякі ваги дозволяють «тарувати» вагу. У цьому випадку помістіть ємність на ваги, після чого натисніть кнопку "Тарувати", щоб на вагах обнулилося значення маси. Така функція дозволяє відняти масу ємності, в якій знаходиться речовина.

Помістіть тіло на ваги і впізнайте масу. Помістіть тверде тіло або ємність з рідиною або газом на ваги, щоб виміряти масу. Запишіть масу в грамах, не враховуючи маси використаної ємності. [2] X Джерело інформації

• 1 унція – це приблизно 28,35 грамів. 1 фунт - приблизно 453,59 грамів.
• У цих випадках потрібно помножити масу тіла на коефіцієнт перерахунку 28,35 для унцій та 453,59 для переведення фунтів у грами.

Дізнайтеся об'єм тіла у кубічних сантиметрах. Якщо вам пощастило і тіло має прямокутні грані, достатньо змінити довжину, ширину і висоту тіла в сантиметрах. Перемножте всі три значення між собою, щоб отримати обсяг. [3] X Джерело інформації

• 1 мл дорівнює 1 кубічному сантиметру. Перетворити об'єм води та газу дуже просто!
• Існують різні математичні формули для розрахунку обсягу прямокутної призми, циліндра, піраміди та інших тіл.
• Тверде і щільне тіло неправильної форми на кшталт каменю з нерівними сторонами потрібно занурити у воду та дізнатися про обсяг витісненої води. Відповідно до закону Архімеда, тіло витісняє обсяг рідини, що дорівнює власному обсягу. Далі слід відняти об'єм рідини із загального об'єму рідини з зануреним у неї тілом. [4] X Джерело інформації

Як підрахувати щільність

Розділіть масу тіла на об'єм. Розділіть масу речовини в грамах на значення об'єму в кубічних сантиметрах за допомогою калькулятора або в стовпчик (можливо навіть в розумі). X Джерело інформації

• Уточніть значущі цифри у викладача або людини, яка потребує ваших розрахунків.
• Зазвичай слід округляти до 2-3 знаків після десяткового роздільника.

• Це ж стосується деяких рідин. Наприклад, якщо спробувати змішати оливкову олію з водою, то олія випливе на поверхню через меншу щільність.
• Також щільність співвідноситься з питомою щільністю. Часто вона є щільністю тіла, розділеною на щільність води (або іншої речовини). у розчині.

Додаткові статті

Про цю статтю

Співавтор(и): Jessie Antonellis-John. університеті, ступінь магістра педагогіки у Західному губернаторському Університет і ступінь бакалавра з астрофізики в Коледжі Маунт-Холіок.

Щільність речовини - формули та приклади обчислень величини

Оточуючі тіла складаються з речовин, маса кожного залежить від розміру, обсягу та інших критеріїв. Щільність речовини показує чисельний вираз маси тіла певному обсязі. Існують різні види скалярної фізичної величини.

Загальна характеристика

Кожен елемент займає індивідуальну величину. Визначення густини може позначатися грецькою буквою ρ, D або d. Якщо обсяги двох тіл однакові, а маси різні, тоді густини не ідентичні.

Основні поняття

Визначення та характеристики показника відомі з 7 класу шкільної програми хімії. Щільність є фізичною величиною про властивості речовини. Це питома вага будь-якого елемента. Існує середня та відносна щільність. Остання класифікація - це відношення щільності (П) речовини до П еталонної речовини. Часто за зразок приймають дистильовану воду. Одиниця виміру П-кг/м3 у міжнародній системі. Формула знаходження щільності: P = m/V Позначення:

Крім стандартної формули густини, що застосовується для твердих станів речовин, є формула для газоподібних елементів у нормальних умовах.

Розшифровка:

• М - молярна маса газу [г/моль].
• Vm - обсяг газу (у нормі 22,4 л/моль).

Для сипких і пористих тіл розрізняють справжню щільність, що обчислюється без урахування порожнеч, і питому щільність, що розраховується як відношення маси речовини до всього обсягу. Справжню П отримують через коефіцієнт пористості - частки обсягу порожнин у займаному обсязі. Для сипких тіл питома П називається насипною.

Низькі показники П має середовище між Галактиками (1033 кг/м3).

Способи виміру:

• Пікнометр. Вимірює справжню П.
• Ареометр, денсиметр, густомір. Використовується для рідкого стану.
• Бурик.Вимірює П ґрунту.

Речовини складаються з молекулярних структур, маса тіла формується із скупчення молекул. Аналогічно вага пакета з карамеллю складається з мас всіх цукерок у мішку. Якщо всі насолоди однакові, то масу упаковки визначають множенням ваги однієї цукерки на кількість штук.

Молекулярні частинки чистої речовини однакові, тому вага краплі води дорівнює добутку маси 1 молекули Н2О на кількість складових молекул у краплі. Щільність речовини показує, чому дорівнює маса кубічного метра.

Щільність води – 1000 кг/м³, а маса 1 м³ Н2О дорівнює 1000 кілограм. Це число можна обчислити, помноживши масу 1 молекули води кількість молекулярних частинок, що містяться в 1 м3 обсягу.

Пльоду становить 900 кг/м³, це означає, що вага кубічного метра льоду дорівнює 900 кг. Використовують одиницю виміру щільності г/см3.

За рівнозначності фізичних мас двох тіл їх обсяги різняться. Наприклад, обсяг льоду в дев'ять разів більший за об'єм бруска з металевого сплаву. Маса тіла розподіляється неоднаково, встановлює П у кожній точці тіла.

Вплив факторів

П залежить від тиску та температури. При високому тиску молекули щільно прилягають одна до одної, тому речовина має значну щільність.

Залежність показників враховується під час розрахунку П. У разі підвищення температури П знижується через термічного розширення, у якому обсяг зростає, а маса залишається незмінною. Якщо температура знижується, П збільшується, хоча є речовини, яких за деяких умов температурного режиму поводиться інакше. Це вода, бронза, чавун. При фазовому переході, модифікуванні агрегатного стану П змінюється стрибками. Умови обчислення залежить від властивостей речовин, молекулярних елементів.Для різних природних об'єктів П змінюється широкому діапазоні.

П води нижче П льоду через молекулярну структуру твердої форми рідини. Речовина, переходячи з рідкої у тверду форму, змінює молекулярну структуру, відстань між складовими частинками звужується та щільність збільшується. Взимку, якщо забути злити воду із труб, їх розриває на частини після замерзання. На П Н2О впливають домішки. У морської води знак П вищий, ніж у прісної. При з'єднанні в одній склянці двох типів рідини прісна залишиться на поверхні. Чим вища концентрація солі, тим більше П води.

Коли щільність речовини більша за П води, вона повністю зануриться у воду. Предмети, зроблені з матеріалу низькою П, плаватимуть на поверхні води. Насправді ці характеристики застосовуються людиною. Споруджуючи судна, інженери-проектувальники застосовують матеріали з високою П. Кораблі, теплоходи, яхти зможуть затонути під час плавання, в корпусах суден створюють спеціальні порожнини, наповнені повітрям, адже його П нижче за щільність води.

Щоб наживка для риболовлі поринула у воду, її обтяжують важким за щільністю матеріалом, наприклад, грузиком з металу (частіше за свинець). Щільність металу вище, ніж у Н2О.

Жирні плями олії, нафти, бензину залишаються на поверхні води через низьку П маслянистих речовин.

Практичне застосування

З підручників хімії та фізики обчислюють рівень густини за формулою. Але це можна зробити, використовуючи онлайн-систему.

Значення показника

Навколишній світ складається із різних речовин.

Лава в парку або лазня за містом споруджена з деревини, підошва праски, сковорода виконана з металу, покришка колеса, велосипеда — з гуми. Кожен предмет має власну вагу.

Чорні діри Всесвіту становлять найбільшу густину 1014 кг/м3. Найнижчий показник має область між Галактиками (2•10-31-5•10-31 кг/м³).

Таблиця густини речовин

П металів змінюється від мінімального значення у літію, який легший за Н2О, до максимального значення у осмію, який важчий за дорогоцінні метали.

Способи розрахунку та приклади

У мережі Інтернет існує багато програм для онлайн-розрахунку щільності речовин або матеріалів. У стандартні поля калькулятора вводиться основна інформація: маса, обсяг, одиниці виміру. Щільність автоматично обчислюється за заданими параметрами і виводиться на екран інтерфейсу. Можна перевести інформативні дані у потрібну одиницю виміру.

Без використання навчальної інформації показник П можна визначити фізичними дослідами. Для лабораторних досліджень потрібні ваги, сантиметр, якщо тіло, що досліджується, знаходиться в твердому стані. Для рідини потрібна колба.

Спочатку вимірюють об'єм тілазаписуючи результат за цифровою шкалою (в сантиметрах або мілілітрах).

Обчислюючи обсяг дерев'яного бруска квадратної форми, параметр сторони зводиться у третій ступінь. Вимірюючи об'ємні характеристики, тіло ставлять на ваги та записують значення маси.Розраховуючи рідкий стан, враховують масу судини, куди вміщено досліджуване. У формулу підставляють дані та розраховують показник.

Оскільки П вимірюється в кг/л або г/см³, то іноді доводиться перераховувати одні величини в інші.

В одному грамі міститься 0,001 кг, а один кубічний сантиметр (см³) – це 0,000001 м³. 1 г/(см) 3 міститься 1000кг/м 3 .

Приклад 1:

Необхідно знайти густину молока, якщо 350 г займають 100 см 3 . Для вирішення використовують формулу, де маса поділяється на об'єм.

Рішення: P = m/V = 350/100 = 3,5 г/см 3 .

Приклад 2:

Необхідно визначити П крейди, якщо маса великого шматка об'ємом 20 см 3 становить 48 грам. П виразити кг/м 3 і вг/см 3 .

Потрібно перевести см 3 у кубічні метри, а грами у кілограми.

V = 20см3 = 0,00002 м3.

Щільність крейди становить 0,048 кг/0,00002 м3 = 2400 кг/м3.

Виражаємо в г/см3: 2400 кг/м3 = 2400*1000/1000000 см3 = 2,4 г/см3.

Один кілограм дорівнює 1000 г, один кубічний метр (1м 3 ) містить 1000000 см 3 . Щільність вийде 2,4 г/см3 або 2400 кг/м3.

Показник має велике значення у різних сферах життя та діяльності. Він визначається за таблицею чи обчислюється розрахунковим шляхом.