Densitatea este o mărime fizică care măsoară concentrația de materie a unui corp într-un volum dat.
Se obține prin raportul dintre masa corporală și volum și se măsoară în kg / m3 în Sistemul Internațional de Unități (SI).
Densitatea unui corp este invers proporțională cu volumul său, adică cu cât este mai mare volumul, cu atât este mai mică densitatea. Rețineți această relație în formula densității:
Densitatea este proprietatea care determină dacă un corp va pluti sau se va scufunda într-un lichid. Dacă materialul este mai puțin dens decât lichidul, acesta va pluti, dar dacă are o densitate mai mare decât lichidul, se va scufunda.
Toate materialele găsite în natură au o densitate care poate fi măsurată. Densitatea depinde de tipul de material, de starea fizică unde se găsește și condițiile de temperatura și presiunea mediului.
Cum se calculează densitatea?
Pentru a calcula densitatea unei substanțe sau a unui amestec de substanțe, împărțiți masa corpului la volumul său, conform formulei:
Unde:
- d = densitatea măsurată în kg / m3, g / cm3 sau g / ml
- m = masa măsurată în kg sau g
- v = volumul măsurat în m3, cm3 sau ml
Este important să rețineți că, pe măsură ce volumul unui corp se schimbă în diferite condiții de temperatură și presiune, densitatea va fi diferită atunci când temperatura și presiunea se schimbă.
De exemplu, apa are o densitate de aproximativ 1 g / cm3 în condiții ambientale, dar când devine gheață densitatea sa scade la 0,92 g / cm3 - datorită acestei diferențe de densitate, gheața plutește pe apă.
Gheața plutește pe apă deoarece densitatea sa este mai mică în stare solidă decât în stare lichidă.
Exemple practice de densitate
Pentru a înțelege în practică ce este densitatea, imaginați-vă două recipiente, unul cu 1 kg de plumb și celălalt cu 1 kg de bumbac. Ambele au aceeași masă, adică 1 kilogram.
Cu toate acestea, deoarece bumbacul este mult mai ușor decât plumbul, este necesară o cantitate mult mai mare din acest material pentru ca masele ambelor recipiente să fie egale.
Astfel, spațiul ocupat de bumbac va fi mult mai mare decât spațiul ocupat de plumb. Aceasta înseamnă că plumbul are o cantitate mult mai mare de materie concentrată și, prin urmare, o densitate mai mare decât bumbacul.
Vezi acum alte exemple de situații practice care se explică prin diferența de densitate a materialelor:
Cuburi de gheata
Când sunt așezate într-un pahar cu apă, cuburile de gheață plutesc deoarece densitatea lor (0,92 g / cm)3) este mai mică decât densitatea apei (1g / cm3).
Când cuburile de gheață sunt plasate într-un pahar cu alcool, cuburile de gheață se vor scufunda deoarece densitatea lor (0,92 g / cm)3) este mai mare decât densitatea etanolului (0,79 g / cm3).
Gheața se scufundă într-un pahar de băutură alcoolică, deoarece densitatea alcoolului este mai mică decât cea a apei.
Spumă de poliester și unghii
Un alt exemplu care ajută la înțelegerea densității este de a observa comportamentul unei plăci din polistirol și a unui cui din oțel atunci când sunt introduse în apă.
Unghia se scufundă imediat deoarece densitatea sa (0,78 g / m)3) este mult mai mare decât densitatea apei. Aceasta înseamnă că oțelul are o cantitate mare de materie concentrată într-un volum mic.
Pe de altă parte, atunci când placa de polistiren este plasată în apă, ea plutește, deoarece densitatea polistirenului este mai mică decât densitatea apei. Spre deosebire de oțel, polistirenul este o substanță care are puțină materie concentrată.
Densitatea polistirenului este mai mică decât cea a apei, astfel încât placa plutește.
Masă și densitate specifice
Densitatea este folosită și pentru a se referi la densitate, dar ele nu pot fi întotdeauna înțelese ca sinonime.
THE densitate se referă la a corp, care poate fi compus dintr-o singură substanță sau un amestec de substanțe, cum ar fi o soluție de apă cu zahăr.
THE Masă specificăla rândul său, se referă la densitatea unui substanță omogenă specifice, precum aluminiu, plumb sau apă.
Aceasta înseamnă că atunci când un corp este compus dintr-o singură substanță, densitatea sa este dată de masa sa specifică. Cu toate acestea, atunci când corpul este eterogen, va fi necesar să-i calculăm densitatea ca raport dintre masă și volum.
Densitatea substanței
A se vedea densitatea (sau masa specifică) a unor substanțe în tabelul de mai jos:
| Substanţă | Densitate |
|---|---|
| Apă | 1,0 |
| Aer | 1,2 |
| Oţel | 7,8 |
| Aluminiu | 2,7 |
| Conduce | 11,3 |
| Cupru | 8,9 |
| Etanol | 0,79 |
| Fier | 7,86 |
| Gheaţă | 0,92 |
| Lapte | 1,03 |
| lemn | 0,5 |
| Aur | 19,3 |
Densitatea absolută și densitatea relativă
Densitatea absolută se referă la densitatea unui anumit corp sau substanță. La rândul său, densitatea relativă este densitatea unui material în comparație cu alta.
Calculul densității relative este raportul dintre cele două densități, care se calculează împărțind masa la volum. Formula densității poate fi exprimată prin:
sau
Densitatea relativă este adesea utilizată pentru a compara densitatea substanțelor în raport cu apa, a cărei densitate este de 1g / cm3.
Unitatea de măsură a densității
Unitatea de măsură utilizată în sistemul internațional (SI) este kg / m3, dar este obișnuit să găsim această magnitudine exprimată și în g / cm3 și g / ml. Relația dintre aceste unități de măsură este:
1 g / cm3 = 1 g / ml = 1000 kg / m3
Vezi și semnificația chimie și măsurători de volum.
