Blīvums ir fizisks lielums, kas mēra ķermeņa vielas koncentrācija noteiktā tilpumā.
To iegūst pēc ķermeņa masas un tilpuma attiecības un mēra kg / m3 starptautiskajā mērvienību sistēmā (SI).
Ķermeņa blīvums ir apgriezti proporcionāls tā tilpumam, tas ir, jo lielāks tilpums, jo mazāks blīvums. Ievērojiet šo saistību blīvuma formulā:
Blīvums ir īpašums, kas nosaka, vai ķermenis peldēs vai nogrims šķidrumā. Ja materiāls ir mazāk blīvs nekā šķidrums, tas peldēs, bet, ja tam ir lielāks blīvums nekā šķidrumam, tas nogrims.
Visiem dabā sastopamajiem materiāliem ir blīvums, kuru var izmērīt. Blīvums ir atkarīgs no materiāla veids, no fiziskais stāvoklis kur viņš atrodas, un apstākļi temperatūra un vides spiediens.
Kā aprēķināt blīvumu?
Lai aprēķinātu vielas vai vielu maisījuma blīvumu, ķermeņa masu dala ar tās tilpumu pēc formulas:
Kur:
- d = blīvums, ko mēra kg / m3, g / cm3 vai g / ml
- m = masa, izteikta kilogramos vai g
- v = tilpums, mērīts metros3, cm3 vai ml
Ir svarīgi paturēt prātā, ka, mainoties ķermeņa tilpumam dažādos temperatūras un spiediena apstākļos, mainoties temperatūrai un spiedienam, blīvums būs atšķirīgs.
Piemēram, ūdens blīvums ir aptuveni 1 g / cm3 apkārtējā stāvoklī, bet, kļūstot par ledu, tā blīvums samazinās līdz 0,92 g / cm3 - tieši šīs blīvuma atšķirības dēļ ledus peld uz ūdens.
Ledus peld uz ūdens, jo tā blīvums cietā stāvoklī ir mazāks nekā šķidrā stāvoklī.
Praktiski blīvuma piemēri
Lai praksē saprastu, kas ir blīvums, iedomājieties divus konteinerus, vienu ar 1 kg svina un otru ar 1 kg kokvilnas. Abiem ir vienāda masa, ti, 1 kilograms.
Tomēr, tā kā kokvilna ir daudz vieglāka nekā svins, ir nepieciešams daudz lielāks šī materiāla daudzums, lai abu konteineru masas izlīdzinātos.
Tādējādi kokvilnas aizņemtā platība būs daudz lielāka nekā svina aizņemtā. Tas nozīmē, ka svinam ir daudz lielāks koncentrēto vielu daudzums un līdz ar to lielāks blīvums nekā kokvilnai.
Tagad skatiet citus praktisku situāciju piemērus, kas izskaidrojami ar materiālu blīvuma atšķirību:
Ledus kubi
Ievietojot glāzē ūdens, ledus gabaliņi peld, jo to blīvums (0,92 g / cm)3) ir mazāks par ūdens blīvumu (1g / cm3).
Kad ledus gabaliņus ievieto glāzē ar spirtu, ledus gabaliņi nogrims, jo to blīvums (0,92 g / cm)3) ir lielāks par etanola blīvumu (0,79 g / cm3).
Ledus iegrimst glāzē alkoholisko dzērienu, jo alkohola blīvums ir mazāks nekā ūdens.
Putupolistirols un nagla
Vēl viens piemērs, kas palīdz izprast blīvumu, ir putu polistirola dēļu un tērauda naglu uzvedības novērošana, ievietojot tos ūdenī.
Nagu nogrimšana notiek nekavējoties, jo tā blīvums (0,78 g / m)3) ir daudz lielāks nekā ūdens blīvums. Tas nozīmē, ka tēraudā ir liels vielas daudzums, kas koncentrēts nelielā tilpumā.
No otras puses, putupolistirola plāksni ievietojot ūdenī, tā peld, jo putupolistirola blīvums ir mazāks par ūdens blīvumu. Atšķirībā no tērauda putupolistirols ir viela, kurā ir maz koncentrētas vielas.
Putupolistirola blīvums ir mazāks nekā ūdenim, tāpēc dēlis peld.
Īpatnējā masa un blīvums
Blīvums tiek izmantots arī, lai atsauktos uz blīvumu, taču tos ne vienmēr var saprast kā sinonīmus.
blīvums attiecas uz a ķermeņa, ko var veidot tikai viena viela vai vielu maisījums, piemēram, ūdens un cukura šķīdums.
Īpaša masa, savukārt, attiecas uz a blīvumu viendabīga viela piemēram, alumīnijs, svins vai ūdens.
Tas nozīmē, ka tad, kad ķermenis sastāv tikai no vienas vielas, tā blīvumu nosaka tā īpašā masa. Tomēr, kad ķermenis ir neviendabīgs, tā blīvums būs jāaprēķina kā masas un tilpuma attiecība.
Vielas blīvums
Dažu vielu blīvumu (vai īpatnējo masu) skatiet zemāk esošajā tabulā:
| Viela | Blīvums |
|---|---|
| Ūdens | 1,0 |
| Gaiss | 1,2 |
| Tērauds | 7,8 |
| Alumīnijs | 2,7 |
| Svins | 11,3 |
| Varš | 8,9 |
| Etanols | 0,79 |
| Dzelzs | 7,86 |
| Ledus | 0,92 |
| Piens | 1,03 |
| koks | 0,5 |
| Zelts | 19,3 |
Absolūtais blīvums un relatīvais blīvums
Absolūtais blīvums attiecas uz konkrētā ķermeņa vai vielas blīvumu. Savukārt relatīvais blīvums ir viena materiāla blīvums salīdzinājumā ar citu.
Relatīvā blīvuma aprēķins ir attiecība starp abiem blīvumiem, kurus aprēķina, masu dalot ar tilpumu. Blīvuma formulu var izteikt šādi:
vai
Relatīvo blīvumu bieži izmanto, lai salīdzinātu vielu blīvumu attiecībā pret ūdeni, kura blīvums ir 1g / cm3.
Blīvuma mērvienība
Starptautiskajā sistēmā (SI) izmantotā mērvienība ir kg / m3, taču ir ierasts atrast šo lielumu, kas izteikts arī g / cm3 un g / ml. Attiecība starp šīm mērvienībām ir:
1 g / cm3 = 1 g / ml = 1000 kg / m3
Skatīt arī ķīmija un tilpuma mērījumi.
