Výpočet hustoty nepravidelných pevných látek

THE hustota je množství, které souvisí s hmotností a objemem daného materiálu.
Je to dáno vzorcem: hustota = těstoviny nebo d = m
objem v

Jednotka hustoty v mezinárodním systému je kg / m³, ale v každodenních výpočtech se používají také následující jednotky: g / cm³, g / ml a g / l.

Při výpočtu hustoty vody tedy stačí umístit ji do kádinky a změřit její objem. Poté tuto kádinku zvážíme s vodou a redukujeme ji hmotou kádinky, přičemž zjistíme hmotnost vody. Poté jej jednoduše vydělte objemem, který zabírá.

U běžných těles, jako je krychle, je měření hmotnosti také snadné, protože ji jednoduše dáte na váhu. Objem se řídí konkrétními matematickými vzorci, které je třeba pouze vypočítat. Například v případě krychle jednoduše vynásobte její výšku délkou a šířkou, abyste našli její objem. Poté jsme to nahradili ve vzorci hustoty.

Pokud však jde o nepravidelná tělesa (která nemají definovaný geometrický tvar), neexistují žádné matematické vzorce pro výpočet jejich objemu. Vyvstává tedy otázka: jak vypočítat hustotu nepravidelných pevných látek?

Řecký matematik Archimedes čelil této otázce ve třetím století před naším letopočtem. C. Říká se, že mu král nařídil, aby zjistil, zda je jeho koruna skutečně ze zlata. Archimedes věděl, že stačí jednoduše porovnat hustotu koruny s hustotou zlata, protože hustota je intenzivní vlastnost, to znamená, že nezávisí na množství vzorku. Hustota kostky ledu je například přesně stejná jako hustota a ledovec. Problémem však bylo určit objem a následně hustotu koruny, protože neměla pravidelný tvar.

Jednoho dne, když se dostal do vany, aby se osprchoval, si Archimedes všiml, že hladina vody stoupá. V tu chvíli měl skvělý nápad a byl tak nadšený, že běžel nahý ulicemi a křičel slavné slovo:Heuréka!

Nepřestávejte... Po reklamě je toho víc;)

Ilustrace Archimeda a jeho objevu

Tak byl objeven Archimédův princip, který se používá k měření objemu nepravidelných pevných látek. Tento princip naznačuje následující: změříme určité množství vody v kádince, přidáme nepravidelnou pevnou látku a sledujeme změnu objemu, kterou voda podstoupila, a to je vše: tato změna objemu vody je přesně objem pevné látky!

Archimédův princip se používá k měření objemu nepravidelných pevných látek

Pokud to bude snazší, můžete místo zjišťování změny objemu v kádince použít tubu přetékat, který má část, která umožňuje vodě vytékat z válce, když je přidán nepravidelný předmět. Odcházející voda se měří samostatně.

Na obrázku výše si všimněte, že Archimedes měřil objem pruhu zlato čistý, který měl stejnou hmotnost jako korunka a vypočítal jeho hustotu (19,3 g / ml nebo g / cm³) a udělal to samé s korunou. Všimněte si, že objem vody, a tedy objem koruny a zlaté cihly, nebyly stejné. To znamenalo, že ve skutečnosti koruna nebyla čistým zlatem, ve skutečnosti to byla slitina.

I dnes se tato metoda používá k identifikaci drahých materiálů, jako jsou šperky. Pokud je hustota šperku vyrobeného z kovové slitiny vyšší než 14 g / ml, znamená to, že ano zlatý kousek nejméně 18 karátů vyrobený z přibližně 75% zlata, 13% stříbra a 12% měď.

* Obrázek s autorskými právy: nephthali / Shutterstock.com.

Autor: Jennifer Fogaça
Vystudoval chemii

Chcete odkazovat na tento text ve školní nebo akademické práci? Dívej se:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Výpočet hustoty nepravidelných pevných látek"; Brazilská škola. K dispozici v: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/calculo-densidade-solidos-irregulares.htm. Zpřístupněno 27. června 2021.