De dichtheid De massa van een stof is het quotiënt tussen de massa van het monster en het volume dat het inneemt, waarbij de meeteenheid kg / m is.3 in het internationale systeem van eenheden. De Griekse letter ρ (rho) wordt vaak gebruikt om het aan te duiden.
De dichtheid van water, de universele vloeistof, is 1000 kg / m3 of 1 g / cm3 bij 25 ºC, aangezien de dichtheid verandert met temperatuur en druk.
Vaak worden objecten met dezelfde afmetingen gevonden, en toch zijn sommige lichter en andere zwaarder, dit komt door verschillen in dichtheid. Het lichtste object heeft een lagere dichtheid dan het zwaarste.
Dichtheid is een intensieve eigenschap van materie, die niet afhankelijk is van de hoeveelheid massa van het onderzochte monster, aangezien het de massa / volumeverhouding is die constant blijft voor dezelfde stof. Dit maakt het mogelijk om de ene stof van de andere te onderscheiden.
Materialen hebben een breed scala aan dichtheden, de laagste zijn die van gassen, dus de eenheid kg / m3 het is erg groot en gram / liter of g / l heeft de voorkeur. Andere veelgebruikte eenheden zijn gram / milliliter of gram / kubieke centimeter.
Het concept van dichtheid is vooral handig bij het werken met continue media zoals vloeistoffen, of dit nu gassen of vloeistoffen zijn..
Volgens de gegeven definitie heeft de dichtheid een wiskundige formule die wordt gegeven door:
Waar dichtheid ρ is, is m massa en V is volume.
De dichtheid van een object kan worden berekend als de massa en het volume vooraf zijn gemeten. Dit laatste is niet altijd gemakkelijk, omdat het monster onregelmatig kan zijn, maar er zijn verschillende methoden.
Als het monster een regelmatige geometrische vorm heeft, zijn er formules waarmee het volume kan worden berekend op basis van de afmetingen. Wat betreft de massa, deze kan worden verkregen met behulp van een balans.
Als het object niet regelmatig is, kan het volume worden bepaald door het verplaatste volume te meten door het volledig onder te dompelen in een vloeistof zoals water..
Hiervoor wordt een maatbak gebruikt en deze is gevuld met een exacte hoeveelheid water V1, dan wordt het object volledig ondergedompeld en wordt het nieuwe volume V gemetentwee. Het volume van het object is gelijk aan het verschil Vtwee - V.1.
Om deze methode te gebruiken, mag de monstersubstantie niet oplossen in het water en moet er een maatbeker van de juiste maat beschikbaar zijn..
Het principe van Archimedes kan worden gebruikt om de dichtheid van een vast monster te vinden. Het principe stelt dat een lichaam dat gedeeltelijk of volledig is ondergedompeld in een vloeistof een opwaartse kracht ervaart die stuwkracht wordt genoemd en waarvan de grootte gelijk is aan het gewicht van de vloeistof die wordt verplaatst bij het plaatsen van het lichaam..
Om de dichtheid van een object te bepalen met behulp van het principe van Archimedes, worden de volgende stappen gevolgd:
Bepaal de massa mc van het object met behulp van een schaal.
Vul een container met een vloeistof waarvan de dichtheid bekend is, meestal gedestilleerd water. Deze waarde wordt m genoemd1.
Dompel het vaste object volledig onder in de bak met water en zorg ervoor dat het de wanden niet raakt. Opgemerkt wordt dat de vloeistof een stuwkracht uitoefent EN op de vaste stof naar boven, en dit op zijn beurt, volgens de derde wet van Newton, oefent een reactie van gelijke grootte uit op het water, maar in de tegenovergestelde richting.
Door de set te wegen, wordt de verkregen waarde m genoemdtwee, zal die van de container gevuld met water zijn plus deze reactie.
Uit de vergelijking voor dichtheid kunnen we het volume V van het lichaam uitdrukken, dat gelijk is aan het volume van de verplaatste vloeistof:
De massa van de losgemaakte vloeistof mF. Het is simpelweg:
mF. = mtwee -M1
Daarom:
Het is de dichtheid zoals hierboven gedefinieerd: de verhouding van de massa tot het volume van het monster.
Bel ook soortelijk gewicht, Het is de dichtheid van de ene stof ten opzichte van de andere die als referentie wordt genomen. Voor vaste stoffen en vloeistoffen is deze referentiestof water bij 4ºC en 1 atm druk en voor gassen is het droge lucht. Het wordt berekend door:
Relatieve dichtheid = dichtheid van materiaal / dichtheid van water
Zowel de dichtheid van het materiaal als die van water moeten worden gemeten onder dezelfde omstandigheden van druk en temperatuur, en uitgedrukt in dezelfde eenheden..
De volgende afbeelding toont de relatieve dichtheden van staal en hout.
Omdat de dichtheid van staal 7800 kg / m is3 en dat van water is 1000 kg / m3, De relatieve dichtheid van staal, aangeduid als sg, is:
sg = 7800/1000 = 7,8
De relatieve dichtheid van hout van zijn kant is:
sg = 500/1000 = 0,5
Objecten met een relatieve dichtheid van minder dan 1 drijven in water, terwijl objecten met een relatieve dichtheid van meer dan 1 zinken.
Het wordt berekend door het quotiënt tussen de massa van het monster en het volume, inclusief poriën en ruimtes met lucht:
Schijnbare dichtheid = massa / volume = (massa deeltjes + Massa lucht ) / (Volume deeltjes+ Volume lucht
Bereken de dichtheid van de kurk, wetende dat een kubus gemaakt van dit materiaal, die aan een kant 1,5 cm meet, een massa heeft van 1 g.
Het volume van een kubus is:
V = ℓ3 = (1,5 cm)3 = 3.375 cm3
De verklaring geeft aan dat de massa m van de kubus m = 1 g is en daarom waarden in de dichtheidsvergelijking vervangt:
ρ = m / V = 1 g / 3,375 cm3 = 0,296 g / cm3
Wat is de massa van een bol gemaakt van osmium met een straal van 15 cm?
Uitgaande van de dichtheidsvergelijking:
De massa wordt gewist als:
m = ρ ∙ V
Het is noodzakelijk om het volume van de bol te berekenen, dat wordt gegeven door de formule:
Waar r de straal van de bol is. Omdat de dichtheid van osmium 22570 kg / m is3, Het is handig om de 15 cm in meters uit te drukken:
r = 15 cm = 15 × 10-2 m
V = (4/3) π × (15 × 10-2 m)3 = 0,01414 m3
Deze waarde wordt in de speling vervangen door de massa:
m = ρ ∙ V = 22570 kg / m3 × 0,01414 m3 = 319,1 kg
Niemand heeft nog op dit artikel gereageerd.