Conţinut
Densitatea (D) este o cantitate definită ca masă (m) pe unitatea de volum (v): D = m ÷ v. Deoarece aceste trei cantități sunt legate, puteți găsi una dintre ele dacă le cunoașteți pe celelalte două. Acest lucru este mai util decât sună, deoarece densitatea este adesea o cantitate cunoscută pe care o poți căuta, presupunând că știi compoziția materialului. Calculele sunt simple pentru obiectele solide, dar lucrurile se complică mai mult pentru lichide, a căror densitate se schimbă cu temperatura și pentru gaze, pentru care densitatea depinde de temperatură și presiune.
Utilizați unități consistente
Ecuația referitoare la densitate, masă și volum este simplă și vă permite să calculați densitatea unui material dacă măsurați masa și volumul acestuia. Singura avertizare este că trebuie să efectuați măsurătorile în același sistem. De exemplu, dacă măsurați masa în kilograme, ar trebui să măsurați volumul în metri cubi, iar dacă măsurați volumul în sferturi, ar trebui să măsurați masa în kilograme. Cele trei sisteme pe care este probabil să le utilizați sunt CGS (centimetri, grame, secunde), MKS, (metri, kilograme, secunde) și British Imperial. Cele mai utilizate unități pentru densități în aceste trei sisteme sunt:
Calcule de densitate
Exemplu: Să presupunem că ai un pahar plin cu o soluție apoasă de mister. Calcularea densității sale și compararea cu cea a apei pure poate ajuta la determinarea compoziției sale.
Calculați volumul soluției măsurând dimensiunile paharului și nivelul lichidului și considerați că este de 355 ml. Deoarece un mililitru este un centimetru cub, ar trebui să găsiți masa în grame. Afli că 372 gm. Densitatea este apoi de 372 gm ÷ 355 ml = 1,05 g / ml. Este doar puțin mai dens decât apa pură (1 gm / ml), deci orice este dizolvat în apă este la o concentrație scăzută.
Exemplu: Găsești o rocă mare cu o formă aproximativ sferică și vrei să-i cunoști compoziția. Găsirea densității sale vă poate ajuta să determinați asta.
Calculați volumul rocii măsurând diametrul acesteia și împărțind cu 2 pentru a găsi raza (r) a acesteia. Volumul unei sfere este de 4 / 3πr3, deci dacă roca are o rază de 10 inci, volumul ei este de 418,67 inci cubi. Convertiți în metri cubi înmulțind cu 0.00057. Rezultatul este de 0,239 metri cubi. Dacă roca cântărește 40 de kilograme, densitatea sa este de 40 lb / 0,239 ft3 = 167. 36 lb / ft3. Aceasta este foarte aproape de densitatea granitului, deci există o șansă bună ca roca să fie granitul solid.
Utilizarea tabelelor de densitate
Dacă aveți un obiect format dintr-un material cunoscut, puteți căuta densitatea acestuia într-un tabel. Această informație vă permite să calculați volumul cântărind-o. Dacă îl cunoașteți deja volumul, puteți calcula masa sa. Tot ce trebuie să faceți este să rearanjați ecuația de densitate pentru a exprima parametrul dorit în termenii celorlalți doi.
Exemplu: Să presupunem că aveți o statuie de aur și doriți să-i găsiți volumul.
D = m ÷ v, deci v = m ÷ D
Găsești că statuia cântărește 2 kg. Într-un tabel, veți găsi densitatea aurului de aproximativ 19.300 kg / m3. Conectând numerele, veți vedea că volumul este de 2 kg ÷ 19.300 kg / m3 = 0,0001 m3 sau aproximativ o zecime de litru.
Exemplu: Cât cântărește un mililitru de mercur?
D = m ÷ v, deci m = Dv
Densitatea mercurului este de 13,6 g / ml, deci un volum de 1 ml are o masă de 13,6 grame.