Sådan beregnes densitet

Indhold

• Densitetsdefinition og formel
• Enheder af tæthed
• Måling af masse
• Målevolumen
• Beregninger for at finde densitet
• Online tæthed formlen lommeregner

Materialer flyder eller synker hovedsageligt baseret på densitet. Da isterninger er lidt mindre tæt end vand, flyder isterninger i vand. Da stål er mindre tæt end kviksølv, men tættere end vand, flyder et stålkugleleje i flydende kviksølv, men synker i vand. At forstå densitet begynder med at forstå, hvordan man beregner den.

Densitetsdefinition og formel

Densitet er forholdet mellem masse og volumen på et objekt, og som sådan er densitet en beregnet snarere end målt værdi. At finde massefylde kræver måling af både objektets masse og volumen. Densitet bruges til at beskrive faste stoffer, væsker og gasser.

Densitetsformlen i kemi er densitet lig med masse M divideret med volumen V. Densitet kan repræsenteres af D eller med det græske bogstav rho (ρ), så formlen kan skrives som:

D = frac {M} {V} {eller} ; ρ = frac {M} {V}

I geologi bruges specifik tyngdekraft mere end densitet, men de to er tæt forbundet. Specifik tyngdekraft består af objektets densitet divideret med vandtætheden (1,0 g / cm)³), hvilket giver en dimensionløs værdi.

Enheder af tæthed

For faste stoffer rapporteres tæthedsenhederne i det metriske system normalt som gram (masse) pr. Kubikcentimeter (volumen) skrevet som g / cm³. Densitet kan også rapporteres som kilogram pr. Kubikmeter (kg / m³), kg pr. kubikcentimeter (kg / cm³) eller gram pr. kubikmeter (g / m.)³).

Mindre almindeligt kan densitet rapporteres som pund (masse) pr. Kubikfod (volumen), skrevet som lb / ft³, pund pr. kubik tomme (lb / in³) eller pund pr. kubikværft (lb / yd³).

For væsker rapporteres tæthed oftest som gram pr. Ml (g / ml), mens gastætheden normalt rapporteres som gram pr. Liter (g / l). Væsketæthed og gastæthed ændres med tryk og temperatur, men det vil generelt blive rapporteret med hensyn til standardtryk (en atmosfære) og temperatur (25 ° C for væsker og 0 ° C for gasser).

Måling af masse

At finde massen af ​​faste stoffer kræver anvendelse af en tredobbelt balance eller elektronisk skala, som måler masse. Placer prøven på bakken, og følg derefter proceduren for værktøjet til at finde massen. Hvis du måler massen af ​​et pulver eller en væske, skal du først finde en beholder, derefter tilsætte pulveret eller væsken og måle den samlede masse, før du trækker beholderens masse af.

Målevolumen

At finde rumfanget for en regelmæssig polygon kræver simpelthen at måle det faste stofs dimensioner og finde formlen til formen. For eksempel har en rektangulær blok, der måler 10 centimeter x 5 centimeter x 2 centimeter, et volumen på 10 × 5 × 2 eller 100 kubikcentimeter.

At finde volumen af ​​uregelmæssigt formede faste stoffer bruger Archimedes-princippet om forskydning. Mål en kendt mængde vand i en gradueret cylinder, anbring den uregelmæssigt formede genstand i cylinderen og læse den graderede cylinder for at bestemme ændringen i volumen. Det forskudte vand, der er vist ved ændringen i aflæsning på den graduerede cylinder, svarer til volumen på det indsatte objekt.

For væsker kan lydstyrken måles direkte ved hjælp af den graduerede cylinder.

Beregninger for at finde densitet

For at finde densitet, divider den målte masse med det målte volumen (D = M ÷ V).

Eksempler på massefylde: Tørstoffer

Hvis en terning af et materiale, der måler 1 centimeter på hver side, har en masse på 7,90 gram, bliver densitetsberegningen

D = frac {7,90 ; {g}} {1 ; {cm} × 1 ; {cm} × 1 ; {cm}} = 7,90 ; {g / cm} ^ 3

Materialet er sandsynligvis jern.

Massen af ​​et uregelmæssigt formet objekt måles som 211,4 gram. Mængden af ​​forskudt vand svarer til 20 ml. Da en milliliter vand optager en kubikcentimeter volumen, er objekternes volumen lig med 20 kubikcentimeter. Fuldførelse af formlen viser

D = frac {211.4 ; {g}} {20 ; {cm} ^ 3} = 10,57 ; {g / cm} ^ 3

Materialet er sandsynligvis sølv.

Eksempler på massefylde: Væsker

En væske med et volumen på 50 ml (ml) har en masse på 63 gram (g). Så

D = frac {63 ; {g}} {50 ; {mL}} = 1,26 ; {g / mL}

Væsken er sandsynligvis glycerin.

En væske med en målt masse på 338,75 gram optager et volumen på 25 ml. Fuldførelse af densitetsformlen viser

D = frac {338,75 ; {g}} {25 ; {mL}} = 13,55 ; {g / mL}

Væsken er sandsynligvis kviksølv.

Online tæthed formlen lommeregner

Online-densitetsformelberegere er tilgængelige. To af de tre variabler (masse, volumen eller densitet) skal dog være kendte (se Ressourcer).