densitate Masa unei substanțe este coeficientul dintre masa probei și volumul pe care îl ocupă, unitatea sa de măsură fiind kg / m3 în sistemul internațional de unități. Litera greacă ρ (rho) este adesea folosită pentru a o denumi.
Densitatea apei, care este fluidul universal, este de 1000 kg / m3 sau 1 g / cm3 la 25 ° C, deoarece densitatea suferă modificări cu temperatura și presiunea.
De multe ori se găsesc obiecte cu aceleași dimensiuni și totuși unele sunt mai ușoare, iar altele sunt mai grele, acest lucru se datorează diferențelor de densitate. Cel mai ușor obiect are o densitate mai mică decât cel mai greu.
Densitatea este o proprietate intensivă a materiei, care nu depinde de cantitatea de masă a probei examinate, deoarece raportul masă / volum rămâne constant pentru aceeași substanță. Acest lucru face posibilă diferențierea unei substanțe de alta.
Materialele au o gamă largă de densități, cele mai mici sunt cele ale gazelor, deci unitatea kg / m3 este foarte mare și se preferă grame / litru sau g / L. Alte unități utilizate frecvent sunt grame / mililitru sau grame / centimetru cub.
Conceptul de densitate este util mai ales atunci când se lucrează cu medii continue, cum ar fi fluide, indiferent dacă acestea sunt gaze sau lichide..
Conform definiției date, densitatea are o formulă matematică dată de:
Unde densitatea este ρ, m este masa și V este volumul.
Densitatea unui obiect poate fi calculată dacă masa și volumul acestuia sunt măsurate anterior. Acesta din urmă nu este întotdeauna ușor, deoarece proba poate fi neregulată, totuși există mai multe metode.
Dacă proba are o formă geometrică regulată, există formule care permit calcularea volumului pe baza dimensiunilor sale. În ceea ce privește masa, aceasta poate fi obținută cu ajutorul unui echilibru.
Dacă obiectul nu este regulat, volumul său poate fi determinat prin măsurarea volumului deplasat prin scufundarea completă într-un fluid precum apa..
Pentru aceasta, se folosește un recipient gradat și este umplut cu un volum exact de apă V1, atunci obiectul este complet scufundat și noul volum V este măsuratDouă. Volumul obiectului este egal cu diferența VDouă - V1.
Pentru a utiliza această metodă, substanța eșantionului nu trebuie să se dizolve în apă și trebuie să fie disponibil un recipient gradat de dimensiunea corespunzătoare..
Principiul lui Arhimede poate fi folosit pentru a găsi densitatea unei probe solide. Principiul afirmă că un corp parțial sau total scufundat într-un fluid experimentează o forță ascendentă numită împingere, a cărei magnitudine este egală cu greutatea fluidului deplasat atunci când plasează corpul.
Pentru a determina densitatea unui obiect folosind principiul lui Arhimede, sunt urmați următorii pași:
Determinați masa mc a obiectului folosind o scală.
Umpleți un recipient cu un fluid a cărui densitate este cunoscută, care este de obicei apă distilată. Această valoare se numește m1.
Scufundați complet obiectul solid din recipient cu apă, având grijă să nu atingă pereții. Se observă că fluidul exercită o împingere ȘI pe solid în sus, iar aceasta la rândul său, prin a treia lege a lui Newton, exercită o reacție de aceeași magnitudine asupra apei, dar în direcția opusă.
Prin cântărirea setului, valoarea obținută, numită mDouă, va fi cel al recipientului umplut cu apă plus această reacție.
Din ecuația densității, putem exprima volumul V al corpului, care este egal cu volumul de fluid deplasat:
Masa fluidului dislocat mF Este pur și simplu:
mF = mDouă −m1
Prin urmare:
Este densitatea definită mai sus: raportul dintre masă și volumul probei.
Sună, de asemenea gravitație specifică, Densitatea unei substanțe față de alta este luată ca referință. Pentru solide și lichide, această substanță de referință este apă la 4 ° C și 1 atm de presiune, iar pentru gaze este aer uscat. Se calculează după:
Densitatea relativă = densitatea materialului / densitatea apei
Atât densitatea materialului, cât și cea a apei trebuie măsurate în aceleași condiții de presiune și temperatură și exprimate în aceleași unități..
Următoarea imagine arată densitățile relative ale oțelului și lemnului.
Deoarece densitatea oțelului este de 7800 kg / m3 iar cea a apei este de 1000 kg / m3, Densitatea relativă a oțelului, denumită sg, este:
sg = 7800/1000 = 7,8
La rândul său, densitatea relativă a lemnului este:
sg = 500/1000 = 0,5
Obiectele a căror densitate relativă este mai mică de 1 plutesc în apă, în timp ce cele a căror densitate relativă este mai mare de 1 se scufundă.
Se calculează prin coeficientul dintre masa probei și volumul acesteia, inclusiv porii și spațiile cu aer:
Densitate aparentă = Masă / Volum = (Masă particule + Masa aer ) / (Volum particule+ Volum aer)
Calculați densitatea dopului, știind că un cub realizat cu acest material, care măsoară 1,5 cm pe o parte, are o masă de 1 g.
Volumul unui cub este:
V = ℓ3 = (1,5 cm)3 = 3,375 cm3
Afirmația indică faptul că masa m a cubului este m = 1 g, prin urmare, substituind valori în ecuația densității:
ρ = m / V = 1g / 3.375 cm3 = 0,296 g / cm3
Care este masa unei sfere din osmiu cu raza de 15 cm?
Pornind de la ecuația densității:
Masa este curățată astfel:
m = ρ ∙ V
Este necesar să se calculeze volumul sferei, care este dat de formula:
Unde r este raza sferei. Deoarece densitatea osmiului este de 22570 kg / m3, Este convenabil să exprimați 15 cm în metri:
r = 15 cm = 15 × 10−2 m
V = (4/3) π × (15 × 10−2 m)3 = 0,01414 m3
Această valoare se înlocuiește în masa pentru joc:
m = ρ ∙ V = 22570 kg / m3 × 0,01414 m3 = 319,1 kg
Nimeni nu a comentat acest articol încă.