Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Andet

Sådan beregnes densitet, volumen og masse

Densitet (D) er en mængde defineret som masse (m) pr. enhedsvolumen (v): D \u003d m ÷ v. Da disse tre mængder er relateret, kan du finde en af dem, hvis du kender de to andre. Dette er mere nyttigt, end det lyder, fordi tæthed ofte er en kendt mængde, som du kan slå op, forudsat at du kender materialets sammensætning. Beregninger er enkle for faste genstande, men tingene bliver mere komplicerede for væsker, hvis densitet ændrer sig med temperaturen, og for gasser, som densiteten er afhængig af temperatur og tryk på.
Brug konsekvente enheder

Ligningen densitet, masse og volumen er ligetil og giver dig mulighed for at beregne massens densitet, hvis du måler dets masse og volumen. Det eneste advarsel er, at du skal foretage målingerne i det samme system. For eksempel, hvis du måler masse i kilogram, skal du måle volumen i kubikmeter, og hvis du måler volumen i kvartaler, skal du måle masse i pund. De tre systemer, du sandsynligvis vil bruge, er CGS (centimeter, gram, sekunder), MKS, (meter, kilogram, sekunder) og British Imperial. De mest anvendte enheder til densitet i disse tre systemer er:

  • CGS - gram /kubikcentimeter eller gram /milliliter

  • MKS - kilogram /kubikmeter

  • Britisk kilo /kubikfod


    Densitetsberegninger

    Eksempel: Antag, at du har et bægerglas fuld af en mystisk vandig opløsning. Beregning af dens densitet og sammenligning med den i rent vand kan hjælpe med at bestemme dens sammensætning.

    Du beregner opløsningsmængden ved at måle bægerglasets dimensioner og væskens niveau og finder det ud til at være 355 ml . Da en milliliter er en kubikcentimeter, skal du finde massen i gram. Du finder ud af, at det er 372 g. Densiteten er derefter 372 g ÷ 355 ml \u003d 1,05 g /ml. Det er bare lidt tættere end rent vand (1 g /ml), så uanset hvad der er opløst i vandet er i en lav koncentration.

    Eksempel: Du finder en stor sten med en nogenlunde sfærisk form og vil vide dens sammensætning. At finde dens densitet kan hjælpe dig med at bestemme det.

    Beregn bjergvolumen ved at måle dens diameter og dividere med 2 for at finde dens radius (r). Volumet på en kugle er 4 /3πr 3, så hvis klippen har en radius på 10 inches, er dens volumen 418,67 kubik inches. Konverter til kubikfod ved at multiplicere med 0,00057. "The result is 0.239 cubic feet.", 3, [[Hvis klippen vejer 40 pund, er dens densitet 40 lb /0,239 ft 3 \u003d 167. 36 lb /ft 3. Dette er meget tæt på densiteten af granit, så der er en god chance for, at klippen er massiv granit.
    Brug af densitetstabeller

    Hvis du har et objekt lavet af et kendt materiale, kan du slå dens densitet op i en tabel. Denne information giver dig mulighed for at beregne dens volumen ved at veje dem. Hvis du allerede ved dens volumen, kan du beregne dens masse. Alt hvad du skal gøre er at omorganisere tæthedsligningen for at udtrykke den ønskede parameter i form af de to andre.

    Eksempel: Antag, at du har en guldstatue, og du vil finde dens volumen.

    D \u003d m ÷ v, så v \u003d m ÷ D

    Du finder, at statuen vejer 2 kg. I en tabel finder du, at guldtætheden er ca. 19.300 kg /m 3. Når du sætter numrene sammen, finder du volumen til at være 2 kg ÷ 19.300 kg /m 3 \u003d 0,0001 m 3 eller cirka en tiendedel liter.

    Eksempel: Hvor meget koster en milliliter kviksølv vejer?

    D \u003d m ÷ v, så m \u003d Dv

    Densiteten af kviksølv er 13,6 g /ml, så et volumen på 1 ml har en masse på 13,6 gram.