Indhold
Du beregner densiteten af en fast genstand, en væske eller en gas ved at måle dens volumen, veje den for at bestemme dens masse og bruge formeltætheden (∂) = masse (m) ÷ lydstyrke (V). Det er en nem matematisk operation at omarrangere denne ligning, så du kan beregne masse ud fra densitet:
m = ∂ × V
Hvorfor vil du gøre dette? Masse skal være let at bestemme - alt hvad du skal gøre er at få din skala ud og foretage en vejning, ikke? Faktisk kan du ikke altid gøre dette, især når du har at gøre med en væske eller et meget tungt fast stof, der er for stort til din skala. Da tæthederne for de fleste faste stoffer og væsker er tabuleret, kan du slå tætheden for det pågældende stof op. Så længe du er i stand til at måle det rumfang, stoffet optager, hvilket er let, hvis det er i en beholder, ved du dens masse.
Sådan finder du densitet
Densitet er en fast mængde, og fordi den aldrig ændrer sig, kan den være en proportionalitetsfaktor mellem masse og volumen for et givet stof. Med andre ord, når volumen stiger, så gør massen det også. Hvis du tegner stigende volumenværdier mod den tilsvarende masseøkning på en graf, får du en lige linje med hældning lig med stoffets densitet.
Du behøver normalt ikke at gå til problemer med at tegne en graf, dog. Så længe du kender sammensætningen af et fast stof, kan du slå tætheden op i en tabel. Hvis du har en væske, vil du søge dets specifikke tyngdekraft op, som er densiteten sammenlignet med vandtætheden. For eksempel er den specifikke vægt af ethylalkohol 0,778. Da massefylden af vand er 1 g / ml, betyder det, at alkoholens densitet er 0,778 g / ml.
Hvis du har en løsning med ukendt sammensætning, kan du ikke slå dens specifikke tyngdekraft op, men du kan måle den. Værktøjet til at gøre dette kaldes et hygrometer. Du lader den flyde i væsken og læse den specifikke tyngdekraft fra det graduerede mærke, der bare berører overfladen.
Densitet til masseomregning
Densitet måles i forskellige enheder, inklusive gram / ml, kilogram / kubikmeter og pund / kubikfod. Når du ser op på tætheden, skal du sørge for, at den udtrykkes i de enheder, du bruger til at måle volumen, ellers får du en unøjagtig værdi for masse. Her er nogle almindelige konverteringsfaktorer
1 kg / m3 = 0,001 g / ml = 0,062 lb / ft3.
Hvis du bruger tilsvarende enheder til densitet og volumen, kan du beregne massen fra densitet og få den i tilsvarende enheder ved at bruge ligningen m = ∂V. Når du først har kendt massen, kan du altid konvertere den til forskellige enheder om nødvendigt.
Eksempler på massefylde
1. Hvad er massen af et 2 ml hætteglas med carbonetetrachlorid?
Den specifikke tyngde for carbontetrachlorid er 1.589. Da prøvens volumen måles i milliliter, divideres den specifikke tyngdekraft med vandtætheden i g / ml for at få densiteten i disse enheder. Ved at gøre dette finder du massefylden 1,598 g / ml. Nu er det let at bruge ligningen til densitet til masse-konvertering til at finde massen:
m = ∂ × V = 1,589 g / ml × 2 ml = 3,178 gram.
2. Hvordan finder du massen af en stor guldstatue uden at veje den?
Mål først mængden i liter ved hjælp af vandfortrængningsmetoden. Herefter skal du slå guldtætheden op, som er 19.320 kg / m3. For at konvertere til gram pr. Liter skal du blot multiplicere med 1, så densiteten er 19.320 g / l. Nu kan du beregne massen fra densiteten ved hjælp af formlen m = ∂V og få svaret i gram.