A sűrűség olyan mennyiség, amely az adott anyag tömegét és térfogatát viszonyítja.
A képlet adja meg: sűrűség = tészta vagy d = m
kötet v
A sűrűség mértéke a nemzetközi rendszerben kg / m3, de a mindennapi számításokban a következő egységeket is használják: g / cm3, g / ml és g / l.
Így például a víz sűrűségének kiszámításakor elegendő egy főzőpohárba helyezni és megmérni annak térfogatát. Ezután lemérjük ezt a főzőpoharat a vízzel, és csökkentjük a főzőpohár tömegével, felfedezve a víz tömegét. Ezután csak ossza el azt a térfogatot, amelyet elfoglal.
A szokásos szilárd anyagok, például egy kocka esetében a tömeg mérése is egyszerű, mivel csak egy mérlegre teszi. A kötet meghatározott matematikai képleteket követ, amelyeket csak kiszámítani kell. Például egy kocka esetén csak meg kell szorozni a magasságát a hosszúságával és a szélességével a térfogat megtalálásához. Ezután helyettesítettük a sűrűség képletében.
Ha azonban szabálytalan szilárd anyagokról van szó (amelyeknek nincs meghatározott geometriai alakja), nincsenek matematikai képletek a térfogatuk kiszámításához. Tehát felmerül a kérdés:
hogyan lehet kiszámítani a szabálytalan szilárd anyagok sűrűségét?Archimedes görög matematikus a Kr. E. Harmadik században szembesült ezzel a kérdéssel. Ç. A történet arról szól, hogy a király megparancsolta neki, hogy derítse ki, valóban koronája-e aranyból. Archimédész tudta, hogy elegendő egyszerűen összehasonlítani a korona sűrűségét az arany sűrűségével, mivel a sűrűség intenzív tulajdonság, vagyis nem függ a minta mennyiségétől. A jégkocka sűrűsége például pontosan megegyezik az a sűrűségével jéghegy. De a probléma a korona térfogatának és ennek következtében a sűrűségének meghatározása volt, mivel nem volt szabályos alakú.
Egy nap, amikor kádba került zuhanyozni, Archimédész észrevette, hogy a vízszint emelkedik. Abban a pillanatban ragyogó ötlete támadt, és annyira izgatott volt, hogy meztelenül rohangált az utcákon, és kiabálta a híres szót:Eureka!
Archimedes és felfedezésének illusztrációja
Így fedezték fel a Archimédész elve, amely a szabálytalan szilárd anyagok térfogatának mérésére szolgál. Ez az elv a következőket javasolja: megmérünk egy bizonyos mennyiségű vizet egy főzőpohárban, majd hozzáadjuk a szabálytalan szilárd anyagot, és megfigyeljük a víz térfogatának változását, és ennyi: a víz térfogatának ez a változása pontosan a szilárd anyag térfogatának felel meg!
Archimédész elvét használják a szabálytalan szilárd anyagok térfogatának mérésére
Ha könnyebbé válik, ahelyett, hogy egyszerűen a főzőpohár mérésében keresné a térfogat változását, használhat egy csövet túlcsordulás, amelynek egy része lehetővé teszi a víz kifolyását a hengerből, amikor a szabálytalan tárgyat hozzáadják. A távozó vizet külön mérjük.
Megjegyezzük a fenti ábrán, hogy Archimédész megmérte egy oszlop térfogatát Arany tiszta, amelynek tömege megegyezik a koronával, és kiszámítja annak sűrűségét (19,3 g / ml vagy g / cm)3) és ugyanezt tette a koronával. Vegye figyelembe, hogy a víz térfogata, ezért a korona és az aranyrúd térfogata nem volt azonos. Ez azt jelentette, hogy a valóságban a korona nem tiszta arany volt, valójában a ötvözet.
Ma is ezt a módszert használják olyan értékes anyagok, mint például ékszerek azonosítására. Ha a fémötvözetből készült ékszer sűrűsége meghaladja a 14 g / ml értéket, ez azt jelzi, hogy igen legalább 18 karátos aranybarna, amely körülbelül 75% arany, 13% ezüst és 12% réz.
* Kép szerzői joggal: nephthali / Shutterstock.com.
Írta: Jennifer Fogaça
Kémia szakon végzett
Forrás: Brazil iskola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/calculo-densidade-solidos-irregulares.htm