Dikte

We leggen uit wat de dichtheid is, de formule, hoe deze te berekenen, de typen die bestaan ​​en geven verschillende voorbeelden

Tussen twee objecten van gelijk volume, is degene met de grootste dichtheid er een die de grootste massa heeft

Wat is dichtheid?

De dikte van massa van een stof is het quotiënt tussen de massa van het monster en het volume dat het bezet, zijnde de eenheid van maatregel kg/m³ In het internationale systeem van eenheden. De Griekse letter ρ (rho) wordt vaak gebruikt om het aan te duiden.

Waterdichtheid, die universele vloeistof is, is 1000 kg/m³ o 1 g/cm³ bij 25 ºC, omdat de dichtheid ervaart verandert met temperatuur en druk.

Vaak zijn er objecten met dezelfde dimensies, en toch zijn sommige lichter en zwaarder, dit komt door dichtheidsverschillen. Het lichtere object heeft minder dichtheid dan het zwaarste.

Dichtheid is een intensieve eigenschap van materie, die niet afhangt van de hoeveelheid massa van het onderzochte monster, omdat het de massa/volumevoordeel is die constant blijft voor dezelfde stof. Hierdoor kan het onderscheiden van een substantie van een andere differentiëren.

De materialen hebben een breed scala aan dichtheden, de minderjarigen zijn die van gassen, dus de eenheid kg/m³ Het is erg groot en gram/liter of g/l heeft de voorkeur. Andere vaak gebruikte eenheden zijn grams/milliliter of gram/kubieke centimeter.

Het concept van dichtheid is vooral nuttig bij het werken met continue middelen zoals vloeistoffen, of het nu gassen of vloeistoffen zijn.

Dichtheidsformule

Volgens de gegeven definitie heeft de dichtheid een wiskundige formule gegeven door:

Waar de dichtheid ρ is, is m de massa- en V -volume.

Hoe wordt dichtheid gemeten?

De dichtheid van een object kan worden berekend als het massa en volume eerder worden gemeten. Dit laatste is niet altijd eenvoudig, omdat het monster onregelmatig kan zijn, maar er zijn verschillende methoden.

Kan je van dienst zijn: Mars (planeet)

Geometrische methode

Als het monster een normale geometrische vorm heeft, zijn er formules die het volume kunnen berekenen op basis van de afmetingen. Wat het deeg betreft, dit kan worden verkregen met behulp van een evenwicht.

Stelmethode: Volume verplaatsing

Meting van het volume van een sleutel door het verplaatste volume

Als het object niet regelmatig is, kan het volume worden bepaald door het verplaatste volume te meten wanneer het volledig wordt ondergedompeld in een vloeistofachtige water.

Hiervoor wordt een afgestudeerde container gebruikt en gevuld met een exacte hoeveelheid water V₁, Dan is het object volledig ondergedompeld en wordt het nieuwe volume V gemeten₂. Het volume van het object is gelijk aan het verschil v₂ - V₁.

Om deze methode te gebruiken, mag de monsterstof niet in het water worden opgelost en moet u een afgestudeerde container hebben met de juiste maat.

Dichtheid door het archimedes -principe

Het principe Archimedes kan worden gebruikt om de dichtheid van een solide monster te achterhalen. Het principe stelt dat een gedeeltelijk of volledig ondergedompeld lichaam een ​​oplopende kracht ondergaat die push wordt genoemd, waarvan de grootte gelijk is aan het gewicht van de verplaatste vloeistof bij het plaatsen van het lichaam.

Om de dichtheid van een object te bepalen via het principe van Archimedes, worden deze stappen gevolgd:

• Stap 1

Bepaal de massa m_C van het object door een evenwicht.

• Stap 2

Vul een container met een vloeistof waarvan de dichtheid bekend is, dat meestal gedestilleerd water is. Deze waarde wordt m genoemd₁.

• Stap 3

Dompel het vaste object volledig onder in de container met water, en zorg ervoor dat ik de muren niet aanraak. Er wordt waargenomen dat de vloeistof een stuwkracht uitoefent EN Op de vaste stof, en dit op zijn beurt, door de derde wet van Newton, oefent een reactie van gelijke grootte op het water uit, maar in de tegenovergestelde richting.

Kan u van dienst zijn: Solid State Fysica: eigenschappen, structuur, voorbeelden

Om de set te wegen, de verkregen waarde, M genaamd M₂, Het zal die reactie van de container vol met water zijn deze reactie.

• Stap 4

Uit de vergelijking voor dichtheid kan het volume V van het lichaam worden uitgedrukt, wat gelijkwaardig is aan het volume van verplaatste vloeistof:

Waar m_C en ρ_C De massa en dichtheid van het lichaam zijn respectievelijk, terwijl m_F en ρ_C Ze zijn de massa en dichtheid van de ontheemde vloeistof. Uit deze uitdrukking wordt de dichtheid van het lichaam ρ gewist_C:

De massa van de vloeistof uitgezet m_F Het is eenvoudig:

M_F = m₂ −m₁

Daarom:

Soorten dichtheid

Absolute dichtheid  

Het is de dichtheid zoals eerder gedefinieerd: het quotiënt tussen de massa en het volume van het monster.

Relatieve dichtheid

Ook gebeld Soortelijk gewicht, Het is de dichtheid van een stof ten opzichte van een andere die als referentie wordt genomen. Voor vaste stoffen en vloeistoffen is deze referentie -substantie water bij 4 ° C en 1 atm druk en voor gassen is het droge lucht. Het wordt berekend door:

Relatieve dichtheid = dichtheid van het water/dichtheid van water

Zowel de dichtheid van het materiaal als het water moeten worden gemeten onder identieke omstandigheden van druk en temperatuur, en zich in dezelfde eenheden uitdrukken.

De volgende afbeelding toont de relatieve dichtheden van staal en hout.

Omdat de dichtheid van staal 7800 kg/m is³ En het water is 1000 kg/m³, De relatieve dichtheid van staal, aangeduid als SG, is:

SG = 7800 /1000 = 7.8

Van zijn kant is de relatieve dichtheid van het hout:

SG = 500 /1000 = 0.5

Objecten waarvan de relatieve dichtheid minder dan 1 in het water drijft, terwijl degenen wiens relatieve dichtheid groter is dan 1 gootsteen.

Schijnbare dichtheid

Het wordt berekend door het quotiënt tussen de massa van het monster en het volume, inclusief poriën en luchtruimtes:

Kan u van dienst zijn: Willekeurige fout: formule en vergelijkingen, berekening, voorbeelden, oefeningen

Schijnbare dichtheid = massa / volume = (massa _deeltjes + Massa _lucht )/ (Volume _deeltjes+ Volume _lucht))

Dichtheidsvoorbeelden

• Het lichtste metaal van allemaal is lithium, met een dichtheid van 530 kg/m³
• Bloeddichtheid is 1060 kg/m³
• Het osmium is het meest bekende metaal, met een dichtheid van 22570 kg/m³
• Quarks Plasma heeft een dichtheid van 1 × 10¹⁹ kg/m³

Opgeloste oefeningen

Oefening 1

Bereken de dichtheid van de kurk, wetende dat een kubus met dit materiaal is gemaakt, die meet 1.5 cm kant, heeft een massa van 1 g.

• Oplossing

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, waardoor waarden in de dichtheidsvergelijking worden vervangen:

ρ = m / v = 1G / 3.375 cm³ = 0.296 g/cm³

Oefening 2

Wat is de massa van een bol gemaakt van 15 cm radio osmium?

• Oplossing

Vanaf de dichtheidsvergelijking:

Het deeg wordt gewist als:

M = ρ ∙ V

Het is noodzakelijk om het volume van de bol te berekenen, dat door de formule wordt gegeven:

De straal van de bol zijn. Omdat de dichtheid van het 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 vervangen in de opruiming van het deeg:

M = ρ ∙ v = 22570 kg/m³ × 0.01414 m³ = 319.1 kg

Referenties

1. Chang, R. 2013. Scheikunde. 11VA. Editie. McGraw Hill Education.
2. Giancoli, D.  2006. Fysica: principes met toepassingen. 6e. Ed Prentice Hall.
3. Shipman, J. 2009. Een inleiding tot fysieke wetenschap. Twaalfde editie. Brooks/Cole, Cengage Editions.
4. Tippens, p. 2011. Fysica: concepten en toepassingen. 7e editie. McGraw Hill.
5. Universiteit van Antioquia. Vaste dichtheid. Hersteld van: lesgeven.Jij.Edu.co.