Hustota

Vysvetlíme, aká je hustota, jej vzorec, ako ho vypočítať, typy, ktoré existujú a uvádzame niekoľko príkladov

Medzi dvoma objektmi rovnakého objemu je ten, ktorý má najväčšiu hustotu, ten, ktorý má najväčšiu hmotu

Čo je hustota?

Ten hustota hmotnosti látky je kvocient medzi hmotnosťou vzorky a objemom, ktorý zaberá, je jej jednotkou merania kg/m³ V medzinárodnom systéme jednotiek. Grécke písmeno ρ (rho) sa často používa na jeho označenie.

Hustota vody, ktorá je univerzálnou tekutinou, je 1000 kg/m³ o 1 g/cm³ pri 25 ° C, pretože hustota sa vyskytuje zmeny s teplotou a tlakom.

Mnohokrát existujú objekty s rovnakými rozmermi, a napriek tomu sú niektoré ľahšie a ťažšie, je to spôsobené rozdielom hustoty. Ľahší objekt má menšiu hustotu ako najťažší.

Hustota je intenzívna vlastnosť hmoty, ktorá nezávisí od množstva skúmanej hmotnosti vzorky, pretože je to pomer hmotnosti/objemu, ktorý zostáva konštantný pre tú istú látku. To umožňuje rozlíšiť látku od inej.

Materiály majú širokú škálu hustoty, maloleté osoby z plynov, takže jednotka kg/m³ Je veľmi veľký a uprednostňuje sa gramy/liter alebo g/l. Ostatné často používané jednotky sú gramy/mililiter alebo gramy/kubický centimeter.

Koncept hustoty je obzvlášť užitočný pri práci s nepretržitými prostriedkami, ako sú tekutiny, či už plyny alebo kvapaliny.

Hustota

Podľa danej definície má hustota matematický vzorec daný:

Kde je hustota ρ, m je hmotnosť a objem V.

Ako sa meria hustota?

Hustota objektu sa dá vypočítať, ak sa jeho hmotnosť a objem predtým merajú. Ten nie je vždy ľahký, pretože vzorka môže byť nepravidelná, existuje však niekoľko metód.

Môže vám slúžiť: Mars (planéta)

Geometrická metóda

Ak má vzorka pravidelný geometrický tvar, existujú vzorce, ktoré umožňujú výpočet objemu na základe jeho rozmerov. Pokiaľ ide o cesto, možno to získať pomocou rovnováhy.

Metóda zriadenia: Oblučenie objemu

Meranie objemu kľúča podľa vytlačeného objemu

Ak objekt nie je pravidelný, jeho objem sa dá určiť meraním posunutého objemu, keď je úplne ponorený do tekutiny ako voda.

Za týmto účelom sa používa a naplní sa presným objemom vody v₁, Potom je objekt úplne ponorený a meria sa nový zväzok V₂. Objem objektu sa rovná rozdielu v₂ - Vložka₁.

Na použitie tejto metódy by sa vo vzorke nemala rozpustiť vo vode a musíte mať odstupňovanú nádobu so správnou veľkosťou.

Hustota prostredníctvom princípu Archimedes

Princíp Archimedes sa môže použiť na zistenie hustoty tuhej vzorky. Princíp uvádza, že čiastočné alebo úplne ponorené telo prechádza stúpajúcou silou nazývanou push, ktorej veľkosť sa pri umiestňovaní tela rovná hmotnosti posunutej tekutiny.

Na určenie hustoty objektu prostredníctvom princípu Archimedes sa tieto kroky dodržiavajú:

• Krok 1

Stanovte hmotnosť m_c objektu prostredníctvom rovnováhy.

• Krok 2

Naplňte nádobu tekutinou, ktorej hustota je známa, čo je zvyčajne destilovaná voda. Táto hodnota sa nazýva m₁.

• Krok 3

Úplne ponorte pevný predmet do nádoby vodou a dávajte pozor, aby som sa nedotýkal steny. Zistilo sa, že tekutina uplatňuje ťah A Na pevnej hore, a to podľa Newtonovho tretieho zákona vyvíja reakciu rovnakej veľkosti na vode, ale v opačnom smere.

Môže vám slúžiť: Fyzika tuhého štátu: vlastnosti, štruktúra, príklady

Na zváženie množiny sa získaná hodnota nazýva M₂, Bude to z nádoby plnej vody viac tejto reakcie.

• Krok 4

Z rovnice pre hustotu je možné vyjadriť objem V tela, čo je ekvivalentné objemu premiestnenej tekutiny:

Kde m_c a ρ_c Hmotnosť a hustota tela sú, zatiaľ čo m_F a ρ_c Sú hmotnosťou a hustotou vytlačenej tekutiny. Z tohto výrazu sa vyčistí hustota tela ρ_c:

Hmotnosť tekutiny vysťahovaná m_F Je to jednoducho:

m_F = m₂ −M₁

Preto:

Hustota

Absolútna hustota  

Je to hustota, ako je predtým definované: kvocient medzi hmotnosťou a objemom vzorky.

Relatívna hustota

Volali tiež Špecifická hmotnosť, Je to hustota látky vzhľadom na inú, ktorá sa považuje za referenciu. Pre tuhé látky a kvapaliny Táto referenčná látka je voda pri 4 ° C a 1 atm tlaku a pre plyny je suchý vzduch. Vypočíta sa:

Relatívna hustota = hustota vody/hustoty vody

Hustota materiálu a voda sa musia merať za rovnakých podmienok tlaku a teploty a vyjadriť sa v rovnakých jednotkách.

Nasledujúci obrázok ukazuje relatívnu hustotu ocele a dreva.

Pretože hustota ocele je 7800 kg/m³ A voda je 1 000 kg/m³, Relatívna hustota ocele, označovaná ako SG, je:

SG = 7800/1000 = 7.8

Pokiaľ ide o svoju časť, relatívna hustota dreva je:

SG = 500/1000 = 0.5

Objekty, ktorých relatívna hustota je menšia ako 1 plávajúca vo vode, zatiaľ čo tie, ktorých relatívna hustota je väčšia ako 1 umývadlo.

Zjavná hustota

Vypočíta sa podľa kvocientu medzi hmotnosťou vzorky a jej objemom vrátane pórov a vzduchových priestorov:

Môže vám slúžiť: náhodná chyba: vzorec a rovnice, výpočet, príklady, cvičenia

Zjavná hustota = hmotnosť / objem = (hmotnosť _častice + Masa _vysielať )/ (Objem _častice+ Zväzok _vysielať)

Hustota

• Najľahší kov zo všetkých je lítium s hustotou 530 kg/m³
• Hustota krvi je 1060 kg/m³
• Osmium je najznámejší kov s hustotou 22570 kg/m³
• Plazma kvarkov má hustotu 1 × 10¹⁹ kg/m³

Vyriešené cvičenia

Cvičenie 1

Vypočítajte hustotu korku, s vedomím, že kocka vyrobená z tohto materiálu, ktorá meria 1.5 cm strana, má hmotnosť 1 g.

• Riešenie

Objem kocky je:

V = ℓ³ = (1.5 cm)³ = 3.375 cm³

Vyhlásenie naznačuje, že hmotnosť M kocky je m = 1 g, preto nahradenie hodnôt v rovnici hustoty:

ρ = m / v = 1g / 3.375 cm³ = 0.296 g/cm³

Cvičenie 2

Aká je hmotnosť gule vyrobenej z 15 cm rádio osmium?

• Riešenie

Od rovnice hustoty:

Cesto je vyčistené ako:

M = ρ ∙ v

Je potrebné vypočítať objem gule, ktorý je daný vzorcom:

Byť polomerom gule. Pretože hustota osmium je 22570 kg/m³, Je vhodné vyjadriť 15 cm v metroch:

R = 15 cm = 15 × 10⁻² m

V = (4/3) π × (15 × 10⁻² m)³ = 0.01414 m³

Táto hodnota sa nahradí vo vôni cesta:

M = ρ ∙ v = 22570 kg/m³ × 0.01414 m³ = 319.1 kg

Odkazy

1. Chang, R. 2013. Chémia. 11 VA. Vydanie. McGraw Hill Education.
2. Giancoli, D.  2006. Fyzika: Princípy s aplikáciami. 6. Ed Prentice Hall.
3. Shipman, J. 2009. Úvod do fyzickej vedy. Dvanáste vydanie. Brooks/Cole, edície Cengage.
4. Tippens, P. 2011. Fyzika: Koncepty a aplikácie. 7. vydanie. McGraw Hill.
5. University of Antioquia. Tuhá hustota. Uzdravené z: výučby.vy.Edu.co.