Výpočet hustoty nepravidelných pevných látok

THE hustota je množstvo, ktoré súvisí s hmotnosťou a objemom daného materiálu.
Je to dané vzorcom: hustota = cestoviny alebo d = m
zväzok v

Jednotka hustoty v medzinárodnom systéme je kg / m³, ale v každodenných výpočtoch sa používajú aj tieto jednotky: g / cm³, g / ml a g / l.

Pri výpočte napríklad hustoty vody teda stačí vložiť ju do kadičky a zmerať jej objem. Potom túto kadičku odvážime s vodou a znížime o hmotnosť kadičky, pričom objavíme hmotnosť vody. Potom ho stačí vydeliť objemom, ktorý zaberá.

Pre bežné tuhé látky, ako je kocka, je meranie hmotnosti tiež ľahké, pretože ste ju umiestnili na váhu. Objem sa riadi konkrétnymi matematickými vzorcami, ktoré stačí vypočítať. Napríklad v prípade kocky stačí vynásobiť jej výšku dĺžkou a šírkou, aby ste zistili jej objem. Potom sme to nahradili vo vzorci hustoty.

Pokiaľ však ide o nepravidelné pevné látky (ktoré nemajú definovaný geometrický tvar), neexistujú matematické vzorce na výpočet ich objemu. Vyvstáva teda otázka: ako vypočítať hustotu nepravidelných pevných látok?

Grécky matematik Archimedes stál pred touto otázkou v treťom storočí pred naším letopočtom. Ç. Hovorí sa, že kráľ mu nariadil, aby zistil, či je jeho koruna skutočne zo zlata. Archimedes vedel, že stačí jednoducho porovnať hustotu koruny s hustotou zlata, pretože hustota je intenzívna vlastnosť, to znamená, že nezávisí od množstva vzorky. Hustota kocky ľadu je napríklad úplne rovnaká ako hustota a ľadovec. Problémom však bolo určiť objem a následne hustotu koruny, pretože nemala pravidelný tvar.

Jedného dňa, keď sa dostal do vane, aby sa osprchoval, si Archimedes všimol, že hladina vody stúpa. V tom okamihu dostal vynikajúci nápad a bol taký vzrušený, že bežal nahý po uliciach a kričal slávne slovo:Heuréka!

Teraz neprestávajte... Po reklame je toho viac;)

Ilustrácia Archimeda a jeho objavu

Takto bol objavený Archimedov princíp, ktorý sa používa na meranie objemu nepravidelných pevných látok. Tento princíp naznačuje nasledovné: odmeriame určité množstvo vody v kadičke, potom pridáme nepravidelnú pevnú látku a sledujeme zmenu objemu, ktorou voda prešla, a to je všetko: táto zmena objemu vody je presne objemom pevnej látky!

Archimedov princíp sa používa na meranie objemu nepravidelných pevných látok

Ak to bude jednoduchšie, môžete namiesto skúmania zmeny objemu kadičky použiť tubu prepad, ktorá má časť, ktorá umožňuje pridanie nepravidelného predmetu, aby z valca vytekala voda. Odchádzajúca voda sa meria osobitne.

Na obrázku vyššie si všimnite, že Archimedes meral objem tyče zlato čistý, ktorý mal rovnakú hmotnosť ako korunka a vypočítal jeho hustotu (19,3 g / ml alebo g / cm)³) a urobila to isté s korunou. Všimnite si, že objem vody a teda objem koruny a zlatej tehly neboli rovnaké. To znamenalo, že v skutočnosti koruna nebola čistým zlatom, v skutočnosti to bola zliatina.

Aj dnes sa táto metóda používa na identifikáciu vzácnych materiálov, ako sú napríklad šperky. Ak je hustota šperku vyrobeného z kovovej zliatiny vyššia ako 14 g / ml, znamená to, že je zlatý kúsok najmenej 18 karátov vyrobený z asi 75% zlata, 13% striebra a 12% meď.

* Obrázok s autorskými právami: nefthali / Shutterstock.com.

Autor: Jennifer Fogaça
Vyštudoval chémiu

Prajete si odkaz na tento text v školskej alebo akademickej práci? Pozri:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. „Výpočet hustoty nepravidelných pevných látok“; Brazílska škola. Dostupné v: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/calculo-densidade-solidos-irregulares.htm. Prístup k 27. júnu 2021.