Hustota je fyzikální veličina, která měří koncentrace hmoty těla v daném objemu.
Získává se poměrem mezi tělesnou hmotou a objemem a měří se v kg / m3 v mezinárodním systému jednotek (SI).
Hustota tělesa je nepřímo úměrná jeho objemu, tj. Čím větší je objem, tím nižší je hustota. Všimněte si tohoto vztahu ve vzorci hustoty:
Hustota je vlastnost, která určuje, zda bude těleso plavat nebo klesat v kapalině. Pokud je materiál méně hustý než kapalina, bude plavat, ale pokud má vyšší hustotu než kapalina, bude klesat.
Všechny materiály nalezené v přírodě mají hustotu, kterou lze měřit. Hustota závisí na druh materiálu, z fyzický stav kde se nachází a podmínky teplota a tlak prostředí.
Jak vypočítat hustotu?
Chcete-li vypočítat hustotu látky nebo směsi látek, vydělte hmotnost těla jejím objemem podle vzorce:
Kde:
- d = hustota měřená v kg / m3, g / cm3 nebo g / ml
- m = hmotnost měřená v kg nebo g
- v = objem měřený vm3, cm3 nebo ml
Je důležité mít na paměti, že jak se objem těla mění za různých podmínek teploty a tlaku, hustota se bude měnit, když se teplota a tlak změní.
Například voda má hustotu přibližně 1 g / cm3 v okolních podmínkách, ale když se stane ledem, jeho hustota poklesne na 0,92 g / cm3 - je to kvůli tomuto rozdílu v hustotě, že led plave na vodě.
Led plave na vodě, protože jeho hustota je v pevném stavu nižší než v kapalném stavu.
Praktické příklady hustoty
Abyste si v praxi porozuměli, co to je hustota, představte si dva kontejnery, jeden s 1 kg olova a druhý s 1 kg bavlny. Oba mají stejnou hmotnost, tj. 1 kilogram.
Protože je však bavlna mnohem lehčí než olovo, je zapotřebí mnohem většího množství tohoto materiálu, aby se masy obou nádob vyrovnaly.
Takže prostor obsazený bavlnou bude mnohem větší než prostor obsazený olovem. To znamená, že olovo má mnohem větší množství koncentrované hmoty, a proto má vyšší hustotu než bavlna.
Nyní se podívejte na další příklady praktických situací, které jsou vysvětleny rozdílem v hustotě materiálů:
Ledové kostky
Po umístění do sklenice s vodou plují kostky ledu, protože mají hustotu (0,92 g / cm)3) je menší než hustota vody (1 g / cm)3).
Když jsou kostky ledu umístěny do sklenice alkoholu, kostky ledu klesnou, protože jejich hustota (0,92 g / cm)3) je větší než hustota ethanolu (0,79 g / cm3).
Led klesá do sklenice alkoholického nápoje, protože hustota alkoholu je menší než hustota vody.
Polystyren a hřebík
Dalším příkladem, který pomáhá porozumět hustotě, je pozorovat chování desky z polystyrenu a hřebíku vyrobeného z oceli při umístění do vody.
Hřebík se okamžitě ponoří, protože jeho hustota (0,78 g / m)3) je mnohem větší než hustota vody. To znamená, že ocel má velké množství hmoty koncentrované v malém objemu.
Na druhou stranu, když je deska z polystyrenu umístěna do vody, plave, protože hustota polystyrenu je menší než hustota vody. Na rozdíl od oceli je polystyren látka, která má málo koncentrované hmoty.
Hustota polystyrenu je menší než hustota vody, takže deska plave.
Specifická hmotnost a hustota
Hustota se také používá k označení hustoty, ale nelze je vždy chápat jako synonyma.
THE hustota označuje a tělo, které mohou být složeny pouze z jedné látky nebo ze směsi látek, jako je například roztok vody s cukrem.
THE Specifická hmotnost, naopak, odkazuje na hustotu a homogenní látka specifické, jako je hliník, olovo nebo voda.
To znamená, že když se tělo skládá pouze z jedné látky, jeho hustota je dána jeho specifickou hmotou. Když je však tělo heterogenní, bude nutné vypočítat jeho hustotu jako poměr hmotnosti k objemu.
Hustota látky
Hustotu (nebo měrnou hmotnost) některých látek naleznete v následující tabulce:
| Látka | Hustota |
|---|---|
| Voda | 1,0 |
| Vzduch | 1,2 |
| Ocel | 7,8 |
| Hliník | 2,7 |
| Vést | 11,3 |
| Měď | 8,9 |
| Ethanol | 0,79 |
| Žehlička | 7,86 |
| Led | 0,92 |
| Mléko | 1,03 |
| dřevo | 0,5 |
| Zlato | 19,3 |
Absolutní hustota a relativní hustota
Absolutní hustota se týká hustoty daného těla nebo látky. Relativní hustota je zase hustota jednoho materiálu ve srovnání s druhým.
Výpočet relativní hustoty je poměr mezi dvěma hustotami, které se vypočítají vydělením hmotnosti objemem. Vzorec hustoty lze vyjádřit:
nebo
Relativní hustota se často používá k porovnání hustoty látek ve vztahu k vodě, jejíž hustota je 1 g / cm3.
Měrná jednotka hustoty
Měrná jednotka použitá v mezinárodním systému (SI) je kg / m3, ale je běžné najít tuto velikost také vyjádřenou v g / cm3 a g / ml. Vztah mezi těmito měrnými jednotkami je:
1 g / cm3 = 1 g / ml = 1000 kg / m3
Viz také význam chemie a měření objemu.
