The hustota Hmotnost látky je podíl mezi hmotností vzorku a objemem, který zabírá, přičemž její jednotka měření je kg / m3 v mezinárodním systému jednotek. Řecké písmeno ρ (rho) se často používá k jeho označení.
Hustota vody, která je univerzální kapalinou, je 1000 kg / m3 nebo 1 g / cm3 při 25 ° C, protože hustota podléhá změnám s teplotou a tlakem.
Mnohokrát jsou nalezeny objekty se stejnými rozměry, a přesto jsou některé lehčí a jiné těžší, je to způsobeno rozdíly v hustotě. Nejlehčí objekt má nižší hustotu než nejtěžší.
Hustota je intenzivní vlastnost hmoty, která nezávisí na množství hmoty zkoumaného vzorku, protože u stejné látky zůstává konstantní poměr hmotnost / objem. To umožňuje odlišit jednu látku od druhé.
Materiály mají širokou škálu hustot, nejnižší jsou plyny, takže jednotka kg / m3 je velmi velký a dává se přednost gramům / litru nebo g / l. Další často používané jednotky jsou gramy / mililitr nebo gramy / kubický centimetr.
Koncept hustoty je obzvláště užitečný při práci s kontinuálními médii, jako jsou kapaliny, ať už jsou to plyny nebo kapaliny..
Podle dané definice má hustota matematický vzorec daný:
Kde hustota je ρ, m je hmotnost a V je objem.
Hustotu objektu lze vypočítat, pokud jsou předem měřeny jeho hmotnost a objem. To není vždy snadné, protože vzorek může být nepravidelný, ale existuje několik metod.
Pokud má vzorek pravidelný geometrický tvar, existují vzorce, které umožňují výpočet objemu na základě jeho rozměrů. Pokud jde o hmotu, lze ji získat pomocí rovnováhy.
Pokud objekt není pravidelný, lze jeho objem určit měřením vytlačeného objemu jeho úplným ponořením do kapaliny, jako je voda..
K tomu se používá odměrná nádoba, která je naplněna přesným objemem vody V.1, pak je objekt zcela ponořen a změří se nový objem V.dva. Objem objektu se rovná rozdílu Vdva - PROTI1.
Při použití této metody se látka nesmí rozpustit ve vodě a musí být k dispozici odměrná nádoba vhodné velikosti..
Archimédův princip lze použít k nalezení hustoty pevného vzorku. Princip uvádí, že těleso částečně nebo úplně ponořené v tekutině zažívá vzestupnou sílu zvanou tah, jejíž velikost se rovná hmotnosti kapaliny přemístěné při umístění těla.
Chcete-li určit hustotu objektu pomocí Archimedova principu, postupujte podle následujících kroků:
Určete hmotnost mC objektu pomocí měřítka.
Naplňte nádobu kapalinou o známé hustotě, kterou je obvykle destilovaná voda. Tato hodnota se nazývá m1.
Pevný předmět v nádobě zcela ponořte do vody a dávejte pozor, aby se nedotkl stěn. Je pozorováno, že tekutina vyvíjí tah A na tělese vzhůru, a to zase podle Newtonova třetího zákona působí na vodu reakce stejné velikosti, ale v opačném směru.
Vážením sady byla získána hodnota zvaná mdva, bude to nádoba naplněná vodou plus tato reakce.
Z rovnice hustoty můžeme vyjádřit objem V těla, který se rovná objemu vytlačené tekutiny:
Hmotnost uvolněné tekutiny mF Je to jednoduše:
mF = mdva - m1
Proto:
Jedná se o hustotu, jak je definována výše: poměr hmotnosti k objemu vzorku.
Volejte také specifická gravitace, Je to hustota jedné látky vzhledem k jiné, která se bere jako reference. Pro pevné látky a kapaliny je touto referenční látkou voda o teplotě 4 ° C a tlaku 1 atm a pro plyny suchý vzduch. Vypočítává se podle:
Relativní hustota = hustota materiálu / hustota vody
Hustota materiálu i vody musí být měřena za stejných podmínek tlaku a teploty a vyjádřena ve stejných jednotkách..
Následující obrázek ukazuje relativní hustoty oceli a dřeva.
Protože hustota oceli je 7800 kg / m3 a voda je 1000 kg / m3, Relativní hustota oceli, označená jako sg, je:
sg = 7800/1000 = 7,8
Relativní hustota dřeva je sama o sobě:
sg = 500/1000 = 0,5
Objekty, jejichž relativní hustota je menší než 1, se vznášejí ve vodě, zatímco ty, jejichž relativní hustota je větší než 1, klesají.
Vypočítává se jako podíl mezi hmotností vzorku a jeho objemem, včetně pórů a vzduchových prostorů:
Zdánlivá hustota = hmotnost / objem = (hmotnost částice + Hmotnost vzduch )/ (Objem částice+ Objem vzduch)
Vypočítejte hustotu korku s vědomím, že kostka vyrobená z tohoto materiálu, která má na boku 1,5 cm, má hmotnost 1 g.
Objem krychle je:
V = ℓ3 = (1,5 cm)3 = 3,375 cm3
Výrok naznačuje, že hmotnost m krychle je m = 1 g, proto dosadíme hodnoty do rovnice hustoty:
ρ = m / V = 1 g / 3,375 cm3 = 0,296 g / cm3
Jaká je hmotnost koule vyrobené z osmium o poloměru 15 cm?
Počínaje rovnicí hustoty:
Hmotnost je vymazána jako:
m = ρ ∙ V
Je nutné vypočítat objem koule, který je dán vzorcem:
Kde r je poloměr koule. Protože hustota osmium je 22570 kg / m3, Je vhodné vyjádřit 15 cm v metrech:
r = 15 cm = 15 × 10-2 m
V = (4/3) π × (15 × 10-2 m)3 = 0,01414 m3
Tato hodnota je nahrazena vůlí pro hmotu:
m = ρ ∙ V = 22570 kg / m3 × 0,01414 m3 = 319,1 kg
Zatím žádné komentáře