DE dichtheid is een hoeveelheid die de massa en het volume van een bepaald materiaal relateert.
Het wordt gegeven door de formule: dichtheid = pasta of d = m
volume v
De eenheid van dichtheid in het internationale systeem is kg/m3, maar in alledaagse berekeningen worden ook de volgende eenheden gebruikt: g/cm3, g/ml en g/L.
Dus, bij het berekenen van de dichtheid van water, volstaat het om het in een beker te plaatsen en het volume te meten. Dan wegen we deze beker met het water en verminderen deze met de massa van de beker, om de massa van het water te ontdekken. Deel het dan gewoon door het volume dat het inneemt.
Voor gewone vaste stoffen zoals een kubus, is het meten van de massa ook eenvoudig omdat je het gewoon op een weegschaal zet. Het volume volgt specifieke wiskundige formules die alleen berekend hoeven te worden. In het geval van een kubus, vermenigvuldigt u bijvoorbeeld de hoogte met de lengte en breedte om het volume te vinden. Daarna hebben we het gesubstitueerd in de dichtheidsformule.
Als het echter gaat om onregelmatige vaste stoffen (die geen gedefinieerde geometrische vorm hebben), zijn er geen wiskundige formules om hun volume te berekenen. Dus rijst de vraag: hoe de dichtheid van onregelmatige vaste stoffen te berekenen?
De Griekse wiskundige Archimedes werd in de derde eeuw voor Christus met deze vraag geconfronteerd.. Het verhaal gaat dat de koning hem opdracht gaf uit te zoeken of zijn kroon echt van goud was. Archimedes wist dat het voldoende was om eenvoudig de dichtheid van de kroon te vergelijken met de dichtheid van goud, aangezien dichtheid een intensieve eigenschap is, dat wil zeggen, het hangt niet af van de hoeveelheid van het monster. De dichtheid van een ijsblokje is bijvoorbeeld precies hetzelfde als die van a ijsberg. Maar het probleem was om het volume en dus de dichtheid van de kroon te bepalen, omdat deze geen regelmatige vorm had.
Op een dag, toen hij in een badkuip stapte om te douchen, merkte Archimedes dat het waterpeil steeg. Op dat moment had hij een briljant idee en was zo opgewonden dat hij naakt door de straten rende en het beroemde woord riep:Eureka!
Illustratie van Archimedes en zijn ontdekking
Zo werd ontdekt de Het principe van Archimedesmede, die wordt gebruikt om het volume van onregelmatige vaste stoffen te meten. Dit principe suggereert het volgende: we meten een bepaalde hoeveelheid water in een beker, voegen dan de onregelmatige vaste stof toe en observeren de verandering in volume die het water heeft ondergaan, en dat is alles: deze variatie in het watervolume is precies het volume van de vaste stof!
Het principe van Archimedes wordt gebruikt om het volume van onregelmatige vaste stoffen te meten
Als het gemakkelijker wordt, in plaats van alleen in de maatbeker te kijken naar de verandering in volume, kunt u een buisje van gebruiken overloop, die een deel heeft waardoor water uit de cilinder kan stromen wanneer het onregelmatige object wordt toegevoegd. Het uittredende water wordt apart gemeten.
Merk op in de bovenstaande figuur dat Archimedes het volume van een staaf van heeft gemeten goud pure die dezelfde massa had als de kroon en de dichtheid berekende (19,3 g/mL of g/cm3) en deed hetzelfde met de kroon. Merk op dat het volume water en dus het volume van de kroon en de goudstaaf niet hetzelfde waren. Dit betekende dat, in werkelijkheid, de kroon niet puur goud was, het was eigenlijk een legering.
Zelfs vandaag de dag wordt deze methode gebruikt om kostbare materialen zoals sieraden te identificeren. Als de dichtheid van een juweel gemaakt met een metaallegering hoger is dan 14 g/ml, geeft dit aan dat het: een goudstuk van minimaal 18 karaat, gemaakt van ongeveer 75% goud, 13% zilver en 12% koper.
*Afbeelding met copyright: nephthali / Shutterstock.com.
Door Jennifer Fogaça
Afgestudeerd in scheikunde
Bron: Brazilië School - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/calculo-densidade-solidos-irregulares.htm
