Tetthet

Vi forklarer hva som er tettheten, formelen, hvordan du beregner den, typene som eksisterer og gir flere eksempler

Mellom to objekter med like volum er den med størst tetthet en som har størst masse

Hva er tetthet?

De tetthet av massen av et stoff er kvotienten mellom massen til prøven og volumet det okkuperer, og er dens måleenhet kg/m³ I det internasjonale systemet med enheter. Det greske bokstaven ρ (Rho) brukes ofte til å betegne det.

Vanntetthet, som er universell væske, er 1000 kg/m³ O 1 g/cm³ ved 25 ºC, siden tettheten opplever endres med temperatur og trykk.

Mange ganger er det gjenstander med samme dimensjoner, og likevel er noen lettere og mer tunge, dette skyldes tetthetsforskjeller. Det lettere objektet har mindre tetthet enn det tyngste.

Tetthet er en intensiv egenskap av materie, som ikke er avhengig av mengden av massen til prøven som blir undersøkt, siden det er masse/volumandel som forblir konstant for det samme stoffet. Dette gjør det mulig å skille et stoff fra et annet.

Materialene har et bredt spekter av tettheter, mindreårige er de av gasser, så enheten kg/m³ Det er veldig stort og gram/liter eller g/l er å foretrekke. Andre ofte brukte enheter er gram/milliliter eller gram/kubikk centimeter.

Tetthetsbegrepet er spesielt nyttig når du arbeider med kontinuerlige midler som væsker, enten det.

Tetthetsformel

I henhold til den gitte definisjonen har tettheten en matematisk formel gitt av:

Der tettheten er ρ, er m massen og V -volumet.

Hvordan måles tetthet?

Tettheten til et objekt kan beregnes hvis dets masse og volum tidligere er målt. Det siste er ikke alltid lett, fordi prøven kan være uregelmessig, men det er flere metoder.

Kan tjene deg: Mars (planet)

Geometrisk metode

Hvis prøven har en vanlig geometrisk form, er det formler som tillater beregning av volumet basert på dimensjonene. Når det gjelder deigen, kan dette oppnås ved hjelp av en balanse.

Etableringsmetode: Volumforskyvning

Måling av volumet til en nøkkel med det fortrengte volumet

Hvis objektet ikke er regelmessig, kan volumet bestemmes ved å måle det fordrevne volumet når det er helt nedsenket i en væske som vann.

For dette brukes en gradert beholder og fylt med et eksakt volum av vann V₁, Da er objektet helt nedsenket og det nye volum V måles₂. Objektets volum tilsvarer forskjellen v₂ - V₁.

For å bruke denne metoden skal prøvestoffet ikke oppløses i vannet, og du må ha en gradert beholder med riktig størrelse.

Tetthet gjennom Archimedes -prinsippet

Archimedes -prinsippet kan brukes til å finne ut tettheten til en fast prøve. Prinsippet sier at en delvis eller totalt nedsenket kropp gjennomgår en stigende kraft som kalles push, hvis størrelse er lik vekten av den fordrevne væsken når du plasserer kroppen.

For å bestemme tettheten til et objekt gjennom Archimedes -prinsippet følges disse trinnene:

• Trinn 1

Bestem massen m_c av objektet gjennom en balanse.

• Steg 2

Fyll en beholder med en væske hvis tetthet er kjent, som vanligvis er destillert vann. Denne verdien kalles m₁.

• Trinn 3

Senk den faste gjenstanden helt i beholderen med vann, og pass på at jeg ikke berører veggene. Det observeres at væsken utøver et skyvekraft OG På det faste stoffet, og dette etter sin tur, av Newtons tredje lov, utøver en reaksjon av like stor størrelse på vannet, men i motsatt retning.

Kan tjene deg: Solid State Physics: Egenskaper, struktur, eksempler

For å veie settet, den oppnådde verdien, kalt m₂, Det vil være den av beholderen full med vann mer denne reaksjonen.

• Trinn 4

Fra ligningen for tetthet kan kroppens volum V uttrykkes, noe som tilsvarer volumet av fortrengt væske:

Hvor m_c og ρ_c Bodens masse og tetthet er henholdsvis_F og ρ_c De er massen og tettheten av den fortrengte væsken. Fra dette uttrykket blir kroppens tetthet ρ tømt_c:

Massen av væsken kastet ut m_F Det er ganske enkelt:

m_F = m₂ −m₁

Derfor:

Typer av tetthet

Absolutt tetthet  

Det er tettheten som tidligere definert: kvotienten mellom massen og utvalget av prøven.

Relativ tetthet

Ringte også Spesifikk tyngdekraft, Det er tettheten av et stoff med hensyn til et annet som blir tatt som referanse. For faste stoffer og væsker er dette referansestoffet vann ved 4 ° C og 1 atm trykk og for gasser er det tørr luft. Det beregnes av:

Relativ tetthet = tetthet av vann/tetthet av vann

Både tettheten av materialet og vannet må måles under identiske forhold med trykk og temperatur, og uttrykke seg i de samme enhetene.

Følgende bilde viser de relative tettheten av stål og tre.

Ettersom tettheten av stål er 7800 kg/m³ Og vannet er 1000 kg/m³, Den relative tettheten av stål, betegnet som SG, er:

SG = 7800 /1000 = 7.8

For sin del er den relative tettheten av treverket:

SG = 500 /1000 = 0.5

Objekter med relativ tetthet er mindre enn 1 float i vannet, mens de med relativ tetthet er større enn 1 vask.

Tilsynelatende tetthet

Det beregnes av kvotienten mellom massen til prøven og dens volum, inkludert porer og luftrom:

Kan tjene deg: Tilfeldig feil: Formel og ligninger, beregning, eksempler, øvelser

Tilsynelatende tetthet = masse / volum = (masse _partikler + Masse _luft )/ (Volum _partikler+ Volum _luft)

Tetthetseksempler

• Det letteste metallet av alle er litium, med 530 kg/m tetthet³
• Blodtettheten er 1060 kg/m³
• Osmium er det mest kjente metallet, med en tetthet på 22570 kg/m³
• Quarks Plasma har en tetthet på 1 × 10¹⁹ kg/m³

Løste øvelser

Oppgave 1

Beregn tettheten av korken, vel vitende om at en kube er laget med dette materialet, som måler 1.5 cm side, har en masse på 1 g.

• Løsning

Volumet til en kube er:

V = ℓ³ = (1.5 cm)³ = 3.375 cm³

Uttalelsen indikerer at massen m av kuben er m = 1 g, og erstatter derfor verdier i tetthetsligningen:

ρ = m / v = 1g / 3.375 cm³ = 0.296 g/cm³

Oppgave 2

Hva er massen til en sfære laget av 15 cm radio osmium?

• Løsning

Starter fra tetthetsligningen:

Deigen blir fjernet som:

M = ρ ∙ V

Det er nødvendig å beregne volumet på sfæren, som er gitt av formelen:

Å være radius for sfæren. Ettersom tettheten av osmium er 22570 kg/m³, Det er praktisk å uttrykke 15 cm i meter:

R = 15 cm = 15 × 10⁻² m

V = (4/3) π × (15 × 10⁻² m)³ = 0.01414 m³

Denne verdien erstattes i klarering av deigen:

M = ρ ∙ V = 22570 kg/m³ × 0.01414 m³ = 319.1 kg

Referanser

1. Chang, R. 2013. Kjemi. 11va. Utgave. McGraw Hill Education.
2. Giancoli, d.  2006. Fysikk: Prinsipper med applikasjoner. 6. Ed Prentice Hall.
3. Shipman, J. 2009. En introduksjon til fysisk vitenskap. Tolvte utgave. Brooks/Cole, Cengage Editions.
4. Tippens, p. 2011. Fysikk: konsepter og applikasjoner. 7. utgave. McGraw Hill.
5. University of Antioquia. Faststofftetthet. Gjenopprettet fra: Undervisning.du.Edu.co.