Περιεχόμενο
- Βασικά στοιχεία πυκνότητας
- Υπολογισμός της πυκνότητας του αέρα
- Γρήγοροι τρόποι για την εκτίμηση αλλαγών στην πυκνότητα του αέρα
- Τι είναι ο λόγος πυκνότητας;
- Οι λεπτότητες του λόγου πυκνότητας για το ψήσιμο κέικ
Γενικά, ένας λόγος συγκρίνει δύο ποσότητες που έχουν τις ίδιες μονάδες, για τον προσδιορισμό της αριθμητικής τιμής που αντιστοιχεί στις δύο ποσότητες.
Για παράδειγμα, είναι συνηθισμένο στις συνταγές κέικ ότι τα συστατικά πρέπει να συμπεριλαμβάνονται σε αναλογίες βαρών. Το βάρος της ζάχαρης στο κέικ πρέπει να είναι ίσο με το βάρος του αλεύρου, αλλά αυτό δεν σημαίνει ότι θα προστεθούν σε ίσους όγκους. Γιατί αυτό?
Βασικά στοιχεία πυκνότητας
Πρώτον, ο γενικός τύπος πυκνότητας μάζας είναι η μάζα που καταλαμβάνει μία μονάδα όγκου, ανά μονάδα όγκου. Η πυκνότητα είναι απλά ένας τρόπος περιγραφής του τρόπου με τον οποίο διανέμεται κάποιο υλικό. Υπάρχουν πολλά είδη πυκνότητας: Κάθε ποσότητα που περιγράφεται ως ποσότητα ανά μονάδα επιφάνειας, όγκου ή άλλης χωρικής μονάδας είναι πυκνότητα.
Είναι χρήσιμο να θυμάστε τις πυκνότητες κάποιων κοινών υλικών ως αναφορά όταν συγκρίνετε άλλα υλικά. Η πυκνότητα του νερού είναι 1 g / mL και η πυκνότητα του αέρα σε τυπική πίεση και θερμοκρασία είναι περίπου 1,18 φορές 10-3 g / cm3.
Υπολογισμός της πυκνότητας του αέρα
Ο υπολογισμός της πυκνότητας αέρα εξαρτάται από διάφορους παράγοντες, όπως η ατμοσφαιρική πίεση, Π, και τη θερμοκρασία, Τ. ο ιδανικό νόμο περί αερίου είναι ο καλύτερος τρόπος για τον προσδιορισμό της σχέσης μεταξύ πίεσης, θερμοκρασίας και πυκνότητας αέρα, ρ.
Ο ιδανικός νόμος περί αερίου είναι: Π _ = rT_ρ, όπου οι τρεις φυσικές ποσότητες σχετίζονται από τη συγκεκριμένη σταθερά αερίου για τον ξηρό αέρα, r ( r = 287,058 J / kg Κ, για Π σε μονάδες Pascals, Τ σε μονάδες Kelvin, και ρ σε kg / m3).
Από αυτή την εξίσωση μπορούμε να αναπροσαρμόσουμε γρήγορα τις μεταβλητές για να δούμε πώς μεταβάλλεται η πυκνότητα του αέρα ως συνάρτηση της πίεσης και της θερμοκρασίας. Μετά την αναδιάταξη έχουμε: ρ = P / rT. Κάνοντας αυτό μπορούμε γρήγορα να δούμε τι συμβαίνει όταν μια από τις φυσικές ποσότητες αλλάζει.
Γρήγοροι τρόποι για την εκτίμηση αλλαγών στην πυκνότητα του αέρα
Διατηρεί τη σταθερή πίεση και δείτε τι συμβαίνει εάν αλλάξει η θερμοκρασία. Εάν η θερμοκρασία αυξηθεί, ο παρονομαστής θα αυξηθεί ενώ ο αριθμητής παραμένει σταθερός. Αυτό σημαίνει ότι η πυκνότητα του αέρα θα μειωθεί. Ομοίως, αν η πίεση αυξάνεται ενώ η θερμοκρασία παραμένει σταθερή, η πυκνότητα του αέρα θα αυξηθεί.
Είναι χρήσιμο να θυμόμαστε αυτές τις σχέσεις ή απλώς τον ιδανικό νόμο για το φυσικό αέριο, ώστε να μπορούμε γρήγορα να καθορίσουμε πώς εξαρτάται η πυκνότητα του αέρα από περιβαλλοντικούς παράγοντες όπως η πίεση και η θερμοκρασία.
Μπορεί επίσης να είναι χρήσιμο να υπολογιστούν οι λόγοι πυκνότητας αέρα για να προσδιοριστεί εάν οι περιβαλλοντικοί παράγοντες έχουν αυξηθεί ή μειωθούν για να οδηγήσουν στην αλλαγή της πυκνότητας.
Τι είναι ο λόγος πυκνότητας;
Μια αναλογία πυκνότητας είναι απλά ένας τρόπος σύγκρισης δύο πυκνοτήτων που βρίσκονται στις ίδιες μονάδες. Συνήθως, οι πυκνότητες για τα στερεά και τα υγρά συγκρίνονται με την πυκνότητα του νερού. Για τα αέρια, η τυπική σύγκριση είναι ο αέρας. Αυτή η αναλογία έχει ένα ειδικό όνομα λόγω της τυποποίησης: ειδικού βάρους.
Οι ειδικές βαρύτητες είναι συνεπώς απεριόριστες και είναι απλώς ένας αριθμητικός παράγοντας που μπορεί να πολλαπλασιαστεί με το μέσο τυποποίησης (νερό ή αέρας ανάλογα με το υλικό που σκέφτεστε), για τον προσδιορισμό της πυκνότητας του υλικού.
Οι λεπτότητες του λόγου πυκνότητας για το ψήσιμο κέικ
Τι γίνεται με το κέικ; Πώς μπορούμε να καθορίσουμε πόση ζάχαρη και αλεύρι χρειάζεται το κέικ μας; Θυμηθείτε ότι τα βάρη των δύο θα πρέπει να είναι παρόμοια, αλλά αυτό δεν σημαίνει ότι μπορούμε να πετάξουμε ένα φλιτζάνι από το καθένα στο κτύπημα μας.
Η πυκνότητα της κοκκοποιημένης ζάχαρης είναι 0,85 g / cm3, και η πυκνότητα αλεύρου γενικής χρήσης είναι 0,53 g / cm3. Αμέσως, μπορούμε να υπολογίσουμε την αναλογία πυκνότητας ζάχαρης προς αλεύρι: 0,85 / 0,53 = 1,6. Από αυτό, γνωρίζουμε ότι στον ίδιο όγκο ζάχαρης και αλεύρου, η ζάχαρη θα είναι 1,6 φορές πιο βαρύ.
Έτσι, αν μια συνταγή ζητάει για 1 φλιτζάνι ζάχαρη, πρέπει να προσθέσουμε 1,6 φλιτζάνια αλεύρι για όλες τις χρήσεις, ώστε ο λόγος να διατηρηθεί και το κέικ μας να αυξηθεί σωστά.
Είναι σαφές ότι οι λόγοι είναι ένας πολύ καλός τρόπος για να καθορίσουμε γρήγορα τον τρόπο με τον οποίο οι μάζες και οι όγκοι διαφόρων υλικών συνδέονται μεταξύ τους.