不規則な固体の密度を計算する

THE 密度 は、特定の材料の質量と体積に関連する量です。
それは次の式で与えられます： 密度= パスタ または d = m
ボリュームv

国際単位系の密度の単位は kg / m³、ただし、日常の計算では、次の単位も使用されます。 g / cm³, g / ml そして g / L.

したがって、たとえば水の密度を計算するときは、ビーカーに入れてその体積を測定するだけで十分です。 次に、このビーカーを水と計量し、ビーカーの質量だけ減らして、水の質量を見つけます。 次に、それを占める体積で割るだけです。

立方体などの通常の立体の場合、スケールに置くだけなので、質量の測定も簡単です。 ボリュームは、計算する必要があるだけの特定の数式に従います。 たとえば、立方体の場合は、高さに長さと幅を掛けて、体積を求めます。 次に、それを密度式に代入しました。

ただし、不規則な固体（幾何学的形状が定義されていない）に関しては、それらの体積を計算するための数式はありません。 したがって、疑問が生じます： 不規則な固体の密度を計算する方法は？

ギリシャの数学者アルキメデスは、紀元前3世紀にこの問題に直面しました。 Ç。 物語は、王が彼の王冠が本当に金でできているかどうかを調べるように彼に命じたということです。 アルキメデスは、密度は示量性と示強性であるため、つまりサンプルの量に依存しないため、クラウンの密度と金の密度を単純に比較するだけで十分であることを知っていました。 たとえば、角氷の密度は、 氷山. しかし、問題は、クラウンの形状が規則的ではなかったため、クラウンの体積とその結果としての密度を決定することでした。

ある日、シャワーを浴びるために浴槽に入ったとき、アルキメデスは水位が上昇していることに気づきました。 その瞬間、彼は素晴らしいアイデアを思いつき、とても興奮して通りを裸で走り、有名な言葉を叫びました。ユーレカ！

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アルキメデスと彼の発見のイラスト

したがって、発見されました アルキメデスの原理、不規則な固体の体積を測定するために使用されます。 この原理は次のことを示唆しています。ビーカー内の一定量の水を測定し、次に不規則な固体を追加して、水が受けた体積の変化を観察します。それだけです。 この水の体積の変化は、まさに固体の体積です！

アルキメデスの原理は、不規則な固体の体積を測定するために使用されます

簡単になった場合は、ビーカーの測定値で体積の変化を調べる代わりに、次のチューブを使用できます。 オーバーフロー、不規則な物体が追加されたときに水がシリンダーから流出することを可能にする部分を持っています。 残水は別途測定します。

上の図で、アルキメデスがバーの体積を測定したことに注意してください。 ゴールド クラウンと同じ質量を持ち、密度を計算した純粋なもの（19.3 g / mLまたはg / cm³）そして王冠で同じことをしました。 水の量、したがってリューズとゴールドバーの量は同じではないことに注意してください。 これは、実際には、王冠は純金ではなく、実際には 合金.

今日でも、この方法は宝石などの貴重な材料を識別するために使用されています。 金属合金で作られた宝石の密度が14g / mLを超える場合、これはそれが 約75％の金、13％の銀、12％で作られた、少なくとも18カラットの金貨 銅。

*著作権のある画像： ナフタリ / Shutterstock.com.

ジェニファー・フォガサ
化学を卒業

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FOGAÇA、ジェニファー・ロシャ・バルガス。 "不規則な固体の密度の計算"; ブラジルの学校. で利用可能： https://brasilescola.uol.com.br/quimica/calculo-densidade-solidos-irregulares.htm. 2021年6月27日にアクセス。