Περιεχόμενο
- Τι είναι η Μάζα;
- Τι είναι η ένταση;
- Υπολογίστε πειραματικά την πυκνότητα
- Παράδειγμα: Υπολογισμός της πυκνότητας LDPE
Η πυκνότητα μάζας ενός αντικειμένου, πιο απλά ονομάζεται πυκνότητα, η μάζα του χωρίζεται από τον όγκο του. Η πυκνότητα αντιπροσωπεύεται συνήθως από την ελληνική επιστολή rho (ρ) και υπολογίζεται με τον τύπο πυκνότητας: ρ = Μ / V. Εδώ Μ είναι η μάζα ενός αντικειμένου και V είναι ο όγκος του.
Στο μετρικό σύστημα η πυκνότητα έχει μονάδες κιλών ανά κυβικό μέτρο (kg / m3) ή γραμμάρια ανά κυβικό εκατοστό (g / cm3). Στο αγγλικό σύστημα το ισοδύναμο θα ήταν λίρες ανά κυβικά πόδια (lb / ft3).
Τι είναι η Μάζα;
Μάζα είναι η ποσότητα της ύλης σε ένα αντικείμενο, μια σταθερή ιδιότητα που αντιστοιχεί στην αντίσταση αυτού του αντικειμένου στην επιτάχυνση. Ένας ογκόλιθος έχει την ίδια μάζα είτε βρίσκεται στο έδαφος, είτε στο διάστημα είτε στον Δία. Βάρος χρησιμοποιείται εναλλακτικά με τη μάζα στην κοινή γλώσσα, αλλά στην πραγματικότητα είναι πολύ διαφορετική.
Το βάρος είναι η δύναμη μίας μάζας υπό την επίδραση της βαρύτητας και συνεπώς ποικίλλει ανάλογα με το τοπικό πεδίο βαρύτητας. Έτσι, ο ογκόλιθος έχει ένα συγκεκριμένο βάρος που κάθεται στην επιφάνεια της Γης, χωρίς να πέφτει το βάρος του στο χώρο και πολύ μεγαλύτερο βάρος στην μεγάλη βαρύτητα του Δία.
Τι είναι η ένταση;
Ενταση ΗΧΟΥ είναι το μέγεθος του χώρου που καταλαμβάνει ένα αντικείμενο, το οποίο εξαρτάται από τη διάταξη του υλικού. Ένα συμπαγές μπλοκ πλαστικού που ονομάζεται πολυστυρόλιο μπορεί να έχει όγκο 50 κυβικών εκατοστών. Εάν γεμίσετε το ίδιο συγκρότημα πολυστυρενίου με φυσαλίδες αέρα, θα επεκταθεί και θα φτιάξετε το Styrofoam, το οποίο θα έχει την ίδια μάζα αλλά πολύ μεγαλύτερο όγκο, ίσως όσο το 500 κυβικά εκατοστά.
Τώρα που γνωρίζετε τη φόρμουλα ογκώδους πυκνότητας και ποια είναι η μάζα και ο όγκος, έχετε όλα όσα χρειάζεστε για να υπολογίσετε την πυκνότητα πλαστικού.
Υπολογίστε πειραματικά την πυκνότητα
1. Αποκτήστε ένα κομμάτι του πλαστικού. Αν η σύνθεση είναι ομοιόμορφη, ένα μικρό κομμάτι θα έχει την ίδια πυκνότητα με ένα μεγάλο κομμάτι και μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μικρότερο δείγμα για ευκολότερη μέτρηση. Ένα μεγαλύτερο δείγμα, ωστόσο, επιτρέπει ακριβέστερη μέτρηση τόσο της μάζας όσο και του όγκου.
2. Ζυγίζεται το δείγμα με ισορροπία ή κλίμακα. Καταγράψτε τη μάζα σε γραμμάρια. Αν η κλίμακα μετράει κιλά, πολλαπλασιάστε το αποτέλεσμα κατά 453,6 g / lb για να μετατρέψετε κιλά σε γραμμάρια.
3. Μετρήστε τον όγκο του δείγματος. Γεμίστε έναν μεγάλο βαθμονομημένο κύλινδρο με νερό στο επίπεδο των 500 ml και βυθίστε το δείγμα.
Πολλά πλαστικά είναι λιγότερο πυκνά από το νερό και θα επιπλέουν. Σε αυτή την περίπτωση, βάλτε ένα βαρύ βάρος όπως ένα μεταλλικό παξιμάδι στο κάτω μέρος του κυλίνδρου, στη συνέχεια προσθέστε νερό στο επίπεδο των 500 ml. Αφαιρέστε το βάρος και συνδέστε το με το πλαστικό δείγμα με ένα μικρό μήκος νημάτων.
Πετάξτε τα μαζί μέσα στο νερό, ώστε το δείγμα να είναι εντελώς βυθισμένο. Ο όγκος του βάρους συμπεριλήφθηκε όταν ο κύλινδρος βαθμονομήθηκε με νερό σε επίπεδο 500 ml, οπότε το βάρος δεν θα επηρεάσει τη μέτρηση.
Η διαφορά μεταξύ της νέας και της αρχικής στάθμης νερού είναι η ένταση του αντικειμένου. Θυμηθείτε ότι ένα χιλιοστόλιτρο (ml) είναι ίσο με ένα κυβικό εκατοστό (cm3).
4. Υπολογίστε την πυκνότητα με τον τύπο πυκνότητας. Για να υπολογιστεί η πυκνότητα του δείγματος, διαιρέστε τη μετρούμενη μάζα με τον μετρημένο όγκο: ρ = Μ / V.
Παράδειγμα: Υπολογισμός της πυκνότητας LDPE
Αν θέλετε να μετρήσετε την πυκνότητα LDPE (πολυαιθυλένιο χαμηλής πυκνότητας), ένα κοινό πλαστικό που χρησιμοποιείται σε οικιακά αντικείμενα, ακολουθήστε τα βήματα που περιγράφονται:
Βήμα 1: Αποκτήστε ένα κομμάτι του πλαστικού. Κόψτε ένα δείγμα από ένα αντικείμενο που έχει κατασκευαστεί με LDPE.
Βήμα 2: Ζυγίζεται το δείγμα με ισορροπία ή κλίμακα. Μετατρέψτε κιλά σε γραμμάρια, εάν είναι απαραίτητο. Εάν το δείγμα ζυγίζει 0,15 lb, η μάζα σε γραμμάρια είναι 0,15 lb χ 453,6 g / lb = 68,04 g.
Βήμα 3: Μετρήστε τον όγκο του δείγματος. Αν η στάθμη του νερού ανέρχεται σε 574,1 ml όταν το πλαστικό βυθίζεται στον βαθμονομημένο κύλινδρο, τότε ο όγκος του δείγματος είναι 574,1 ml - 500 ml = 74,1 ml ή 74,1 cm3.
Βήμα 4: Υπολογίστε την πυκνότητα με τον τύπο πυκνότητας. Η πυκνότητα = μάζα / όγκος = 68.04 g / 74.1 cm3 = 0,92 g / cm3.