Sadržaj
Gustoća (D) je količina koja je definirana kao masa (m) po jedinici volumena (v): D = m ÷ v, Budući da su ove tri količine povezane, jednu od njih možete pronaći ako znate ostale dvije. Ovo je korisnije nego što zvuči jer je gustoća često poznata količina koju možete pogledati pod pretpostavkom da znate sastav materijala. Izračuni su za čvrste predmete jednostavni, ali stvari postaju složenije za tekućine, čija se gustoća mijenja s temperaturom, i za plinove, za koje gustoća ovisi o temperaturi i tlaku.
Koristite dosljedne jedinice
Jednadžba koja se odnosi na gustoću, masu i volumen je ravna i omogućuje vam da izračunate gustoću materijala ako izmjerite njegovu masu i volumen. Jedino upozorenje je da mjerenja morate izvršiti u istom sustavu. Na primjer, ako izmjerite masu u kilogramima, trebali biste mjeriti volumen u kubičnim metrima, a ako mjerite volumen u četvrtinama, trebali biste mjeriti masu u kilogramima. Tri sustava koja ćete vjerojatno koristiti su CGS (centimetri, grami, sekunde), MKS (metri, kilogrami, sekunde) i British Imperial. Najčešće korištene jedinice za gustoću u ova tri sustava su:
Kalkulacije gustoće
Primjer: Pretpostavimo da imate čašu punu tajnovite vodene otopine. Izračunavanje njegove gustoće i uspoređivanje s čistom vodom može pomoći u određivanju njezinog sastava.
Volumen otopine izračunavate mjerenjem dimenzija čaše i razine tekućine i utvrdite da je 355 ml. Budući da je mililitar kubični centimetar, trebali biste pronaći masu u gramima. Otkrivate kako je njegovih 372 GM. Gustina je tada 372 g ÷ 355 ml = 1,05 gm / ml. To je samo malo gušće od čiste vode (1 gm / ml), tako da sve što je otopljeno u vodi je u maloj koncentraciji.
Primjer: Pronašli ste veliku stijenu grubo sferičnog oblika i želite znati njezin sastav. Pronalaženje njegove gustoće može vam pomoći da to utvrdite.
Izračunajte volumen stijene mjerenjem njezinog promjera i dijeljenjem sa 2 kako biste pronašli njegov polumjer (r). Volumen kugle je 4 / 3πr3, pa ako stijena ima radijus od 10 inča, njen volumen je 418,67 kubičnih centimetara. Pretvori u kubične noge množenjem sa 0,00057. Rezultat je 0,239 kubičnih metara. Ako stijena teži 40 kilograma, gustoća joj je 40 lb / 0,239 ft3 = 167. 36 lb / ft3, Ovo je vrlo blizu gustoće granita, pa je dobra vjerojatnost da je stijena čvrst granit.
Korištenje tablica gustoće
Ako imate predmet izrađen od poznatog materijala, možete potražiti njegovu gustoću u tablici. Ove informacije omogućuju vam izračunavanje volumena vaganjem. Ako već znate njegov volumen, možete izračunati njegovu masu. Sve što trebate učiniti je preurediti jednadžbu gustoće da biste izrazili željeni parametar u odnosu na ostala dva.
Primjer: Pretpostavimo da imate zlatni kip i želite pronaći njegov volumen.
D = m ÷ v, dakle v = m ÷ D
Pronašli ste kip težak 2 kg. U tablici ćete pronaći gustoću zlata koja iznosi oko 19.300 kg / m3, Ako uključite brojeve, volumen je 2 kg ÷ 19 300 kg / m3 = 0,0001 m3 ili oko desetine litre.
Primjer: Koliko teži mililitar žive?
D = m ÷ v, dakle m = Dv
Gustoća žive je 13,6 g / ml, tako da volumen od 1 ml ima masu 13,6 grama.