Sådan beregnes densitetsforholdet

Posted on
Forfatter: John Stephens
Oprettelsesdato: 26 Januar 2021
Opdateringsdato: 1 November 2024
Anonim
Sådan beregnes densitetsforholdet - Videnskab
Sådan beregnes densitetsforholdet - Videnskab

Indhold

Generelt sammenligner et forhold to mængder, der har de samme enheder, med det formål at bestemme den numeriske værdi, der vedrører de to mængder.


For eksempel er det almindeligt i kageropskrifter, at ingredienserne skal inkluderes i vægtforhold. Vægten af ​​sukkeret i kagen skal være lig med vægten af ​​melet, men det betyder ikke, at de tilsættes i lige store mængder. Hvorfor det?

Grundlæggende om densitet

For det første er den generelle massetæthedsformel den masse, der optager en volumenhed pr. Enhedsvolumen. En densitet er simpelthen en måde at beskrive, hvordan noget materiale distribueres. Der er mange slags densiteter: Enhver mængde, der beskrives som en mængde pr. Enhedsareal, volumen eller anden rumlig enhed, er en densitet.

Det er nyttigt at huske tætheden af ​​nogle almindelige materialer som reference, når man sammenligner andre materialer. Vandtætheden er 1 g / ml, og luftens densitet ved standardtryk og temperatur er omkring 1,18 gange 10-3 g / cm3.

Beregning af luftens densitet

Beregning af lufttæthed afhænger af flere faktorer, såsom atmosfæretryk, Pog temperatur, T. Det ideel gaslov er den bedste måde at bestemme forholdet mellem tryk, temperatur og lufttæthed, ρ.


Den ideelle gaslov er: P _ = rT_ρ, hvor de tre fysiske mængder er relateret til den specifikke gaskonstant for tør luft, r ( r = 287.058 J / kg K, for P i enheder af Pascals, T i enheder af Kelvins og ρ i kg / m3).

Fra denne ligning kan vi hurtigt omorganisere variablerne for at se, hvordan lufttætheden ændrer sig som en funktion af trykket og temperaturen. Efter omarrangering får vi: ρ = P / rT. Ved at gøre dette kan vi hurtigt se, hvad der sker, når en af ​​de fysiske mængder ændres.

Hurtige måder til at estimere ændringer i luftdensitet

Lad os holde trykket konstant, og se hvad der sker, hvis temperaturen ændrer sig. Hvis temperaturen stiger, vil nævneren stige, mens tælleren forbliver konstant. Dette betyder, at lufttætheden vil falde. På samme måde, hvis trykket stiger, mens temperaturen forbliver konstant, ville lufttætheden stige.


Det er nyttigt at huske disse forhold, eller blot den ideelle gaslov, for hurtigt at være i stand til at bestemme, hvordan lufttætheden afhænger af miljøfaktorer som tryk og temperatur.

Det kan også være nyttigt at beregne lufttæthedsforhold for at bestemme, om miljøfaktorer er steget eller faldet for at resultere i densitetsændring.

Hvad er en densitetsforhold?

Et tæthedsforhold er simpelthen en måde at sammenligne to tætheder, der er i de samme enheder. Normalt sammenlignes densiteter for faste stoffer og væsker med massefylden af ​​vand. For gasser er standard sammenligningen luft. Dette forhold har et specielt navn på grund af standardiseringen: specifik tyngdekraft.

Specifikke tyngdekraften er derfor enhedsløs og er simpelthen en numerisk faktor, der kan ganges med standardiseringsmediet (vand eller luft afhængigt af det materiale, du overvejer), for at bestemme materialets densitet.

Subtiliteterne i densitetsforholdet til kagebagning

Hvad med kagen? Hvordan kan vi bestemme, hvor meget sukker og mel vores kage har brug for? Husk, at vægten af ​​de to skal være ens, men det betyder ikke, at vi kan dumpe en kop af hver i vores dej.

Granuleret sukkers tæthed er 0,85 g / cm3, og densiteten af ​​mel til alle formål er 0,53 g / cm3. Umiddelbart kan vi beregne densitetsforholdet mellem sukker og mel: 0,85 / 0,53 = 1,6. Fra dette ved vi, at sukker i det samme volumen af ​​sukker og mel er 1,6 gange så tungt.

Så hvis en opskrift beder om 1 kop sukker, er vi nødt til at tilføje 1,6 kopper mel til alle formål, så forholdet opretholdes, og vores kage stiger ordentligt.

Det er tydeligt, at forhold er en fantastisk måde at hurtigt bestemme, hvordan masser og volumener af forskellige materialer er forbundet med hinanden.