Изчисляване на плътността на нередовни твърди вещества

НА плътност е количество, което свързва масата и обема на даден материал.
Дава се по формулата: плътност = тестени изделия или d = м
том v

Единицата за плътност в международната система е kg / m³, но в ежедневните изчисления се използват и следните единици: g / cm³, g / ml и g / L.

По този начин, когато се изчислява плътността на водата, например, е достатъчно да я поставите в бехерова чаша и да измерите нейния обем. След това претегляме тази чаша с водата и я намаляваме с масата на чашата, откривайки масата на водата. След това просто го разделете на обема, който заема.

За обикновените твърди частици като куб измерването на масата също е лесно, тъй като просто го поставяте на скала. Обемът следва конкретни математически формули, които само трябва да бъдат изчислени. Например, в случай на куб, просто умножете височината му по дължината и ширината, за да намерите обема му. След това го заместихме във формулата на плътността.

Когато обаче става въпрос за нередовни твърди вещества (които нямат определена геометрична форма), няма математически формули за изчисляване на техния обем. И така, възниква въпросът:

как да се изчисли плътността на нередовните твърди вещества?

Гръцкият математик Архимед е изправен пред този въпрос през III век пр.н.е. ° С. Историята разказва, че кралят му е заповядал да разбере дали короната му наистина е направена от злато. Архимед е знаел, че е достатъчно просто да сравним плътността на короната с плътността на златото, тъй като плътността е интензивно свойство, тоест не зависи от количеството на пробата. Плътността на кубче лед например е точно същата като тази на a айсберг. Но проблемът беше да се определи обемът и съответно плътността на короната, тъй като тя нямаше правилна форма.

Един ден, когато влезе във вана, за да си вземе душ, Архимед забеляза, че нивото на водата се повишава. В този момент той имаше блестяща идея и беше толкова развълнуван, че тичаше гол по улиците и извикваше известната дума:Еврика!

Не спирайте сега... Има още след рекламата;)

Илюстрация на Архимед и неговото откритие

Така беше открит Принцип на Архимед, който се използва за измерване на обема на нередовни твърди вещества. Този принцип предполага следното: измерваме определено количество вода в мензура, след това добавяме неравномерното твърдо вещество и наблюдаваме промяната в обема, която водата е претърпяла, и това е всичко: тази промяна в обема на водата е точно обемът на твърдото вещество!

Принципът на Архимед се използва за измерване на обема на неравномерни твърди вещества

Ако стане по-лесно, вместо просто да погледнете в измерването на бехеровата чаша за промяната в обема, можете да използвате тръба от препълване, който има част, която позволява на водата да изтече от цилиндъра, когато се добави неправилният обект. Оставящата се вода се измерва отделно.

Забележете на фигурата по-горе, че Архимед е измерил обема на лента от злато чист, който има същата маса като короната и изчислява нейната плътност (19,3 g / ml или g / cm³) и направи същото с короната. Обърнете внимание, че обемът на водата и следователно обемът на короната и златното кюлче не са еднакви. Това означаваше, че в действителност короната не беше чисто злато, а всъщност беше сплав.

Дори днес този метод се използва за идентифициране на ценни материали като бижута. Ако плътността на бижу, направено с метална сплав, е над 14g / mL, това показва, че е златно парче от най-малко 18 карата, направено от около 75% злато, 13% сребро и 12% мед.

* Изображение с авторски права: нефтали / Shutterstock.com.

От Дженифър Фогаса
Завършва химия

Искате ли да се позовавате на този текст в училище или академична работа? Виж:

FOGAÇA, Дженифър Роча Варгас. "Изчисляване на плътността на нередовни твърди вещества"; Бразилско училище. Наличен в: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/calculo-densidade-solidos-irregulares.htm. Достъп на 27 юни 2021 г.