Περιεχόμενο
Η ικανότητα μετατροπής μεταξύ μονάδων μάζας, πυκνότητας και όγκου είναι μία από τις θεμελιώδεις δεξιότητες που είναι απαραίτητες για την επίλυση βασικών προβλημάτων στη φυσική και στη χημεία. Η μάζα, στο σύστημα SI των μονάδων που χρησιμοποιούνται παγκοσμίως για την επίλυση τέτοιων προβλημάτων, έχει μονάδες κιλών (kg) και παραγώγων αυτών, ενώ ο όγκος έχει μονάδες μετρητών σε κύβους ή m3, όπου ο μετρητής είναι η μονάδα μήκους SI. Αντίστοιχα, η πυκνότητα, η οποία είναι μάζα ανά μονάδα όγκου, εκφράζεται συχνά σε kg / m3. Επειδή οι ποσότητες είναι συχνά μικρότερες σε καθημερινά πειράματα και μετρήσεις, είναι χαρακτηριστικό ότι η πυκνότητα εκφράζεται σε g / cm3, ή gm / ml (ένα χιλιοστόλιτρο ορίζεται ως κυβικό εκατοστό). Ένα kg / m3 είναι ίσο με 1.000 g / cm3.
TL · DR (Πολύ μακρύ;
TL · DR
Χρησιμοποιήστε την έκφραση:
Μ = ρV
Για να μετατρέψετε από m3 σε όγκο (V) στη μάζα (Μ) σε χιλιόγραμμα. Πυκνότητα (ρ) ποικίλλει ανάλογα με τις διάφορες ουσίες, οπότε θα πρέπει να αναζητήσετε τη συγκεκριμένη ουσία για να ολοκληρώσετε τον υπολογισμό.
Παροχή μάζας από τον τόμο
Ας υποθέσουμε ότι δίνεται ένας γνωστός όγκος ουσίας (νερό ή κάποιο άλλο υγρό, μέταλλο ή οτιδήποτε άλλο θεωρείται ότι έχει ομοιόμορφη ή σχεδόν ομοιόμορφη κατανομή της ύλης) και ζητήθηκε να υπολογίσει τη μάζα του. Για να γίνει αυτό, με βάση τις σχέσεις που καθορίστηκαν παραπάνω, πρέπει να γνωρίζετε την πυκνότητα των ουσιών και μόνο την πυκνότητα τους.
Δεδομένου ότι η πυκνότηταρ) είναι η μάζα (Μ) διαιρούμενο κατά όγκο (V), τότε η μάζα ισούται με το χρόνο πυκνότητας όγκου:
ρ = Μ/V
Έτσι
Μ = ρV
Πυκνότητες στον πραγματικό κόσμο
Διάφορα ηλεκτρονικά τραπέζια περιλαμβάνουν τις πυκνότητες κοινών ουσιών. Για παράδειγμα, το καθαρό νερό σε θερμοκρασία 4 ° C έχει πυκνότητα 1.000 kg / m3 ή 1 g / ml, και πάλι εξ ορισμού. Τα έλαια είναι λιγότερο πυκνά από το νερό, γι 'αυτό και το ελαιούχο συστατικό ενός σαλάτας όπως το Ιταλικό επιπλέει στην κορυφή του μείγματος. Το γάλα, το οποίο αποτελείται σχεδόν εξ ολοκλήρου από νερό αλλά περιλαμβάνει σάκχαρα, πρωτεΐνες και (συνήθως) λίπη, έχει πυκνότητα 1,03 φορές εκείνη του νερού.
Τα μέταλλα είναι κατά κανόνα πολύ πυκνότερα από τα υγρά και ποικίλλουν πολύ από το ένα στο άλλο. Ο χρυσός, για παράδειγμα, έχει πυκνότητα 19,3 g / ml. Αυτό σημαίνει ότι 1 μ3 του χρυσού έχει μάζα 1.000 x 19.3 = 19.300 kg. Από το 1 κιλό = 2.204 λίβρες, ένα τμήμα χρυσού ενός μέτρου κατά ένα μέτρο κατά ένα μέτρο (περίπου το μέγεθος ενός μικρού τραπέζι) θα έχει μάζα 42.537 λίβρες, πάνω από 21 τόνους.
Εφαρμογές
Δεδομένου ότι ένα σύγχρονο ναυτικό πλοίο είναι κατασκευασμένο κυρίως από μέταλλο, πώς επιπλέει; Για να επιπλέει κάτι στο νερό, πρέπει να έχει λιγότερη μάζα από το νερό που μετατοπίζει. Αυτό επιτυγχάνεται ως αποτέλεσμα του συνόλου του κενού χώρου που περιλαμβάνεται στην κατασκευή των πλοίων, όπως ο χώρος μεταξύ των στρώσεων ενός κύτους πλοίων. Όταν ένα μεταλλικό σκάφος όπως ένα κανό τοποθετείται στο νερό, αυτό αρχίζει για να βυθιστεί γιατί το στερεό μέταλλο είναι αυτό που αρχικά έρχεται σε επαφή με το νερό. Αλλά επειδή το Συνολικά η πυκνότητα του κανό είναι μικρότερη από εκείνη ενός ισοδύναμου όγκου νερού, ακόμη και με έναν ή δύο επιβάτες προστιθέμενους, το μεγαλύτερο μέρος του παραμένει πάνω από την επιφάνεια των υδάτων.