Введение в плотность: определение и расчет

Плотность материала определяется как его масса на единицу объема. Другими словами, плотность – это соотношение между массой и объемом или массой на единицу объема. Это мера того, сколько «материала» имеет объект в единице объема (кубический метр или кубический сантиметр). Плотность – это, по сути, мера того, насколько плотно скомпонована материя. Принцип плотности был открыт греческим ученым Архимедом, и его легко вычислить, если вы знаете формулу и понимаете связанные с ней единицы.

Формула плотности

Чтобы вычислить плотность (обычно обозначается греческой буквой « ρ ») объекта, возьмите массу ( м ) и разделите на объем ( v ):

ρ = м / v

Единица плотности в системе СИ – килограмм на кубический метр (кг/ м 3 ). Он также часто выражается в граммах на кубический сантиметр (г/см 3 ).

Как сделать Найти плотность

При изучении плотности может быть полезно решить примерную задачу, используя формулу для плотности, как упоминалось в предыдущем разделе. Напомним, что хотя плотность действительно представляет собой массу, разделенную на объем, она часто измеряется в граммах на кубический сантиметр, потому что граммы представляют собой стандартный вес, а кубические сантиметры представляют собой объем объекта.

Для решения этой задачи возьмите соляной кирпич размером 10,0 см x 10,0 см x 2,0 см, который весит 433 грамма. Чтобы найти плотность, используйте формулу, которая поможет вам определить количество массы на единицу объема, или:

ρ = m/ v

В этом примере у вас есть размеры объекта, поэтому вам нужно вычислить объем. Формула объема зависит от формы объекта, но это простой расчет для коробки:

v = длина x ширина x толщина
v = 10,0 см x 10,0 см x 2,0 см
v = 200,0 см 3

Теперь, когда у вас есть масса и объем, рассчитайте плотность следующим образом:

ρ = m/ v
ρ = 433 г/200,0 см 3
ρ = 2,165 г/см 3

Таким образом, плотность соляного кирпича составляет 2,165 г/см 3 .

Использование плотности

Одно из наиболее распространенных применений плотности – это то, как различные материалы взаимодействуют при смешивании друг с другом. Дерево плавает в воде, потому что имеет более низкую плотность, а якорь тонет, потому что у металла более высокая плотность. Воздушные шары с гелием плавают, потому что плотность гелия ниже плотности воздуха.

Когда ваша автомобильная сервисная станция проверяет различные жидкости, например трансмиссионную жидкость, она будет налейте немного жидкости в ареометр. В ареометре есть несколько калиброванных объектов, некоторые из которых плавают в жидкости.. Наблюдая, какой из объектов плавает, сотрудники СТО могут определить плотность жидкости. В случае трансмиссионной жидкости этот тест показывает, нужно ли сотрудникам сервисной станции немедленно заменить ее, или же в жидкости еще есть срок службы.

Плотность позволяет найти массу и объем, если задано другое количество. Поскольку плотность обычных веществ известна, этот расчет довольно прост, по форме. (Обратите внимание, что символ звездочки – * – используется, чтобы избежать путаницы с переменными для объема и плотности, ρ и v , соответственно.)

v * ρ = m или
m
/ ρ = v

Изменение плотности также может быть полезно при анализе некоторых ситуаций, например, когда происходит химическое преобразование и выделяется энергия. Например, заряд аккумуляторной батареи представляет собой кислотный раствор. Когда батарея разряжает электричество, кислота соединяется со свинцом в батарее с образованием нового химического вещества, что приводит к снижению плотности раствора. Эту плотность можно измерить, чтобы определить уровень оставшегося заряда батареи.

Плотность – ключевая концепция при анализе взаимодействия материалов в механике жидкости, погоде, геологии и др. Материаловедение, инженерия и другие области физики.

Удельный вес

Понятие, связанное с плотностью, – это удельный вес ( или, что еще более уместно, относительная плотность) материала, которая представляет собой отношение плотности материала к плотности воды. Объект с удельным весом меньше единицы будет плавать в воде, в то время как удельный вес больше единицы означает, что он утонет. Именно этот принцип позволяет, например, воздушному шару, наполненному горячим воздухом, плавать по отношению к остальному воздуху.

Оцените статью
recture.ru
Добавить комментарий