Съдържание
Плътността (D) е количество, определено като маса (m) на единица обем (v): D = m ÷ v, Тъй като тези три количества са свързани, можете да намерите едно от тях, ако знаете другите две. Това е по-полезно, отколкото звучи, защото плътността често е известно количество, което можете да погледнете нагоре, при условие че знаете състава на материала. Изчисленията са лесни за твърди предмети, но нещата се усложняват както за течностите, чиято плътност се променя с температурата, така и за газовете, за които плътността зависи от температурата и налягането.
Използвайте последователни единици
Уравнението, свързано с плътност, маса и обем, е право и ви позволява да изчислите плътността на материала, ако измервате неговата маса и обем. Единственото предупреждение е, че трябва да направите измерванията в една и съща система. Например, ако измервате маса в килограми, трябва да измервате обем в кубически метри, а ако измервате обем в кватри, трябва да измервате маса в килограми. Трите системи, които вероятно ще използвате, са CGS (сантиметри, грамове, секунди), MKS, (метри, килограми, секунди) и British Imperial. Най-използваните единици за плътност в тези три системи са:
Изчисления за плътност
Пример: Да предположим, че имате чаша, пълна със загадъчен воден разтвор. Изчисляването на плътността му и сравняването му с чистата вода може да помогне да се определи нейният състав.
Изчислявате обема на разтвора, като измервате размерите на чашата и нивото на течността и установявате, че тя е 355 ml. Тъй като милилитър е кубичен сантиметър, трябва да намерите масата в грамове. Откривате, че неговите 372 GM. Тогава плътността е 372 gm ÷ 355 ml = 1,05 gm / ml. Това е малко по-гъсто от чистата вода (1 gm / ml), така че каквото и да е разтворено във водата, е с ниска концентрация.
Пример: Намирате голяма скала с грубо сферична форма и искате да знаете нейния състав. Намирането на неговата плътност може да ви помогне да определите това.
Изчислете обема на скалата, като измерите нейния диаметър и разделите на 2, за да намерите радиуса му (r). Обемът на една сфера е 4 / 3πr3, така че ако скалата има радиус от 10 инча, нейният обем е 418,67 кубически инча. Преобразувайте в кубически фута, като умножите по 0,00057. Резултатът е 0,239 кубически фута. Ако скалата тежи 40 килограма, плътността й е 40 фунта / 0,239 фута3 = 167. 36 lb / ft3, Това е много близо до плътността на гранита, така че има голям шанс скалата да е твърд гранит.
Използване на таблици за плътност
Ако имате предмет, направен от известен материал, можете да погледнете неговата плътност в таблица. Тази информация ви позволява да изчислите обема си, като го претегляте. Ако вече знаете обема му, можете да изчислите неговата маса. Всичко, което трябва да направите, е да пренаредите уравнението на плътността, за да изразите желания параметър по отношение на другите два.
пример: Да предположим, че имате златна статуя и искате да намерите нейния обем.
D = m ÷ v, така че v = m ÷ D
Откривате статуята с тегло 2 кг. В една таблица ще намерите плътността на златото около 19 300 кг / м3, Като включите номера, обемът е 2 кг ÷ 19 300 кг / м3 = 0,0001 m3 или около една десета от литър.
Пример: Колко тежи милилитър живак?
D = m ÷ v, така че m = Dv
Плътността на живак е 13,6 g / ml, така че обемът от 1 ml има маса 13,6 грама.