Epäsäännöllisten kiintoaineiden tiheyden laskeminen

THE tiheys on määrä, joka viittaa tietyn materiaalin massaan ja tilavuuteen.
Se annetaan kaavalla: tiheys = pasta tai d = m
tilavuus v

Tiheysyksikkö kansainvälisessä järjestelmässä on kg / m³, mutta jokapäiväisissä laskelmissa käytetään myös seuraavia yksiköitä: g / cm³, g / ml ja g / l.

Siten esimerkiksi veden tiheyttä laskettaessa riittää, että se asetetaan dekantterilasiin ja mitataan sen tilavuus. Sitten punnitaan tämä dekantterilasi vedellä ja vähennetään sitä dekantterilasin massalla, jolloin löydetään veden massa. Jaa sitten se vain sen käyttämällä äänenvoimakkuudella.

Tavallisten kiintoaineiden, kuten kuution, massan mittaaminen on myös helppoa, kun laitat sen vain asteikolle. Tilavuus noudattaa erityisiä matemaattisia kaavoja, jotka on vain laskettava. Esimerkiksi kuutiossa kerrotaan vain sen korkeus pituudella ja leveydellä tilavuuden löytämiseksi. Sitten korvattiin se tiheyskaavassa.

Kuitenkin epäsäännöllisistä kiinteistä aineista (joilla ei ole määriteltyä geometrista muotoa) ei ole matemaattisia kaavoja niiden tilavuuden laskemiseksi. Joten herää kysymys:

kuinka laskea epäsäännöllisten kiintoaineiden tiheys?

Kreikkalainen matemaatikko Archimedes kohtasi tämän kysymyksen kolmannella vuosisadalla eKr. Ç. Tarinan mukaan kuningas käski hänet selvittämään, oliko hänen kruununsa todella kullasta. Archimedes tiesi, että riitti yksinkertaisesti verrata kruunun tiheyttä kullan tiheyteen, koska tiheys on intensiivinen ominaisuus, eli se ei riipu näytteen määrästä. Esimerkiksi jääkuution tiheys on täsmälleen sama kuin a: n jäävuori. Mutta ongelmana oli määrittää kruunun tilavuus ja siten kruunun tiheys, koska sillä ei ollut säännöllistä muotoa.

Eräänä päivänä, kun hän meni kylpyammeeseen käymään suihkussa, Archimedes huomasi veden tason nousevan. Tuolloin hänellä oli loistava idea ja hän oli niin innoissaan, että juoksi alasti kaduilla ja huusi kuuluisaa sanaa:Eureka!

Älä lopeta nyt... Mainonnan jälkeen on enemmän;)

Kuva Archimedesista ja hänen löytöstään

Näin löydettiin Archimedeksen periaate, jota käytetään epäsäännöllisten kiintoaineiden tilavuuden mittaamiseen. Tämä periaate ehdottaa seuraavaa: mitataan tietty määrä vettä dekantterilasissa, lisätään sitten epäsäännöllinen kiinteä aine ja tarkkaillaan veden kokeman tilavuuden muutosta, ja siinä kaikki: tämä muutos vesimäärässä on tarkalleen kiinteän aineen tilavuus!

Archimedeksen periaatetta käytetään epäsäännöllisten kiintoaineiden määrän mittaamiseen

Jos siitä tulee helpompaa, voit käyttää putkea sen sijaan, että etsitkö yksinkertaisesti dekantterilasista äänenvoimakkuuden muutosta ylivuoto, jossa on osa, joka antaa veden virrata sylinteristä, kun epäsäännöllinen esine lisätään. Lähtevä vesi mitataan erikseen.

Huomaa yllä olevassa kuvassa, että Archimedes mitasi pylvään tilavuuden kulta- puhdas, jolla oli sama massa kuin kruunulla, ja laski sen tiheys (19,3 g / ml tai g / cm³) ja teki saman kruunun kanssa. Huomaa, että veden määrä ja siten kruunun ja kultapalkin tilavuus eivät olleet samat. Tämä tarkoitti, että todellisuudessa kruunu ei ollut puhdasta kultaa, se oli todella metalliseos.

Vielä nykyään tätä menetelmää käytetään tunnistamaan arvokkaat materiaalit, kuten korut. Jos metalliseoksella valmistetun korun tiheys on yli 14 g / ml, se osoittaa sen olevan vähintään 18 karaatin kultapala, joka on valmistettu noin 75% kultaa, 13% hopeaa ja 12% kupari.

* Kuva tekijänoikeuksilla: nefthali / Shutterstock.com.

Kirjailija: Jennifer Fogaça
Valmistunut kemian alalta

Haluatko viitata tähän tekstiin koulussa tai akateemisessa työssä? Katso:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Epäsäännöllisten kiintoaineiden tiheyden laskeminen"; Brasilian koulu. Saatavilla: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/calculo-densidade-solidos-irregulares.htm. Pääsy 27. kesäkuuta 2021.