Щільність: визначення, формули, одиниці, приклади задач
Перш ніж знати різні формули, пов’язані з щільністю, ви повинні знати значення самої щільності, уважно ознайомтеся з оглядами нижче.
Зміст
Що таке щільність?
Ви коли-небудь бачили човен, що плаває по воді?
Човни з дерева можуть плавати по воді, оскільки щільність деревини менша, ніж щільність води.
Тоді олія, змішана з водою в ємності, відокремить речовини і попливе по воді.
Це тому, що щільність води більша, ніж щільності олії.
Поняття щільності можна інтерпретувати як важкий або легкий предмет у своєму обсязі.
Щільність поодинці є вимірювання маси на одиницю об'єму об'єкта.
Чим вища щільність предмета, тим більша маса в кожному об’ємі.
Середня щільність кожного об’єкта - це загальна маса, поділена на загальний об’єм.
Густина речовини позначається як її щільність, яка позначається за допомогою (rho), що є добутком маси речовини на її об’єм.
Це відповідає основним властивостям речовини, а саме масі та об’єму.
Стан речовини на основі щільності
Ось деякі умови об’єктів у воді залежно від розміру щільності самого об’єкта, включаючи:
1. Політ
Для того, щоб плавати, об’єкт у воді повинен мати таку ж щільність, що і щільність самої води.
Можна сказати, що об’єкт плаває, якщо всі його частини знаходяться в рідині.
Коли предмет поміщається в рідину, він не буде рухатися ні вгору, ні вниз (плавати), що означає, що сила вгору (Fa) дорівнює силі тяжіння (w).
2. Плаваючий
Для того, щоб плавати, предмет у воді повинен мати щільність менше щільності води.
Об’єкт можна назвати плаваючим, якщо він повністю або частково знаходиться над поверхнею рідини.
Коли предмет поміщений у рідину, він рухатиметься вгору, тому сила вгору (Fa) буде більшою, ніж сила тяжіння (w).
3. потонути
Можна сказати, що об’єкт тоне, якщо об’єкт має більшу щільність порівняно з густиною води, тому об'єкт буде відчувати чисту силу зниження, яка не однакова з нулем.
Що означає, що предмет знаходиться на дні ємності / місця рідини.
Коли предмет поміщають у рідину, він рухатиметься вниз, поки не торкнеться дна контейнера рідина і залишається на дні, тому сила вгору (Fa) буде меншою, ніж вага.
Формули та одиниці щільності
Щоб визначити щільність об’єкта, можна скористатися рівнянням або формулою нижче:
= м / В
Інформація:
- = щільність об'єкта (кг / м3) (г / см3)
- m = маса предмета (кг)
- V = об'єм об'єкта (м3 або см3)
Щільність має символ, який читається як "rho".
Формула щільності є результатом ділення маси об’єкта на об’єм об’єкта.
Одиниця густини за міжнародною системою одиниць становить кг / м3 / Кг м-3.
Маса має одиниці кг, а одиниця виміру - м3.
Ось деякі інші перетворення одиниць, які потрібно знати:
- 1 кг / м3 = 0,001 г / см3
- 1 г / см3 = 1000 кг / м3
- 1 літр = 1000 мілілітрів = 1000 см3
У чому різниця між масою та щільністю об’єкта?
Відповідь: Маса вказує на кількість частинок, присутніх в об’єкті, тоді як щільність говорить про те, наскільки щільно і щільно розташована частинка.
Вимірювання щільності
Щоб виміряти щільність об’єкта, спочатку потрібно знати масу об’єкта та його об’єм.
- Ви можете виміряти масу предмета за допомогою ваги.
- Обсяг можна виміряти різними способами, наприклад:
Якщо об’єкт правильної фігури (куб, блок або сфера), ви можете виміряти довжину його сторін, а потім обчислити об’єм, використовуючи формулу об’єму для кожної фігури.
Однак, якщо предмет, що вимірюється, має неправильну форму (камінь), тоді ви можете виміряти його об’єм мірною чашкою. - Щільність визначається діленням маси предмета на його об’єм.
Вам потрібно знати, що кожен об’єкт має різну щільність маси.
Саме щільність маси визначає, наскільки щільним / твердим є матеріал.
Ось щільність маси різних матеріалів, а також матеріалів:
Назва речовини | в кг / м3 | в г / см3 |
---|---|---|
Вода (4 градуси Цельсія) | 1000 кг / м3 | 1 гр / см3 |
Алкоголь | 800 кг / м3 | 0,8 гр / см3 |
Меркурій | 13600 кг / м3 | 13,6 гр / см3 |
Алюміній | 2.700 кг / м3 | 2,7 гр / см3 |
Залізо | 7 874 кг / м3 | 7,87 гр / см3 |
Золото | 19 300 кг / м3 | 19,3 гр / см3 |
Латунь | 8400 кг / м3 | 8,4 гр / см3 |
Срібло | 10500 кг / м3 | 10,5 гр / см3 |
Платина | 21 450 кг / м3 | 21,45 гр / см3 |
Цинк | 7140 кг / м3 | 7,14 гр / см3 |
Повітря (27 градусів Цельсія) | 1,2 кг / м3 | 0,0012 гр / см3 |
Лід | 920 кг / м3 | 0,92 гр / см3 |
*) Щільність - це інша назва щільності або щільності.
Приклад проблем
Щоб вам було легше зрозуміти матеріал вище, тут ми наводимо кілька прикладів питань та обговорень, пов’язаних із щільністю, серед яких:
1. Відомо, що один 5 літрів грязі важить 6 кілограмів. Обчисліть щільність бруду в кілограмах / літр!
Відповідь:
Відомий:
- м = 6 кг, V = 5 л
Рішення:
Щільність = 6/5 = 1,2 кг / л.
2. Відомо, що 2 кубічні метри деревини важать 1400 кг. Яка щільність деревини?
Відповідь:
Відомий:
- м = 1400 кг, V = 2 м³
Рішення:
Щільність = 1400/2 = 700 кг / м3
3. Відомо, що предмет у вигляді суцільного куба з синтетичного матеріалу має довжину сторони 10 см. Предмет важить півкілограма. Обчисліть щільність об’єкта в кілограмах на кубічний метр!
Відповідь:
Відомий:
m = 0,5 кг, s = 10 см
Рішення:
Об'єм куба = V = 10 x 10 x 10 = 1000 см³ = 0,001 м³
Отже, щільність така:
= 0,5 / 0,001 = 500 кг / м³
4. Яка маса води, якщо вона має об’єм 1 літр?
Відповідь:
Відомий:
- V = 1 літр = 0,001 м³
Рішення:
Відомо, що щільність води = 1000 кг / м3.
Отже, використовуючи формулу щільності, ми отримуємо:
m = V = (1000) (0,001) = 1 кг
5. Залізо неправильної форми важить 14 кг. Потім вимірюють об’єм праски за допомогою мірної чашки, наповненої водою. Перед додаванням заліза об’єм води заповнює мірну чашку. Вставивши праску, вода у склянці розлилася. Скільки води було пролито?
Відповідь:
Відомий:
- Маса каменю (м) = 14 кг
Рішення:
Відомо, що щільність заліза ρ = 7,874 кг / м3, так що
Об’єм каменю, який поміщається у мірну чашку, наповнену водою, змушує воду, що потрапила до розлитого скла, витрачатися даремно. Що означає Об’єм пролитої води = Об’єм каменю
v = m / = 14 / 7,874 = 1,77 м³.
Так що витрачена вода становить 1,77 м³.
6. Мірний стакан спочатку наповнюють водою до висоти 45 мл. Після наповнення камінням вода у мірній чашці піднімається до 75 мл. Обчисліть щільність породи, якщо маса породи становить 120 грам.
Відповідь:
Відомий:
м = 120 г.
V = 75 мл - 45 мл
= 30 мл, або
= 30 см3
Запитали:
- ρ….?
Рішення:
ρ = м/V
= 120 г./30 см3
= 4 g/см3
Отже видно, що щільність породи дорівнює 4 g/см3