Densitet är en fysisk kvantitet som mäter koncentration av materiens kropp i en viss volym.
Det erhålls genom förhållandet mellan kroppsmassa och volym och mäts i kg / m3 i det internationella systemet för enheter (SI).
Densiteten hos en kropp är omvänt proportionell mot dess volym, det vill säga ju större volym, desto lägre densitet. Notera detta förhållande i densitetsformeln:
Densitet är egenskapen som avgör om en kropp kommer att flyta eller sjunka i en vätska. Om materialet är mindre tätt än vätskan kommer det att flyta, men om det har en högre densitet än vätskan kommer det att sjunka.
Alla material som finns i naturen har en densitet som kan mätas. Densitet beror på typ av material, av fysiskt tillstånd där han befinner sig och villkoren för temperatur och miljötryck.
Hur beräknar man densitet?
För att beräkna densiteten hos ett ämne eller en blandning av ämnen delar du kroppens massa med dess volym enligt formeln:
Var:
- d = densitet uppmätt i kg / m3, g / cm3 eller g / ml
- m = massa uppmätt i kg eller g
- v = volym uppmätt i m3, centimeter3 eller ml
Det är viktigt att komma ihåg att när kroppens volym förändras under olika temperatur- och tryckförhållanden kommer densiteten att vara annorlunda när temperaturen och trycket ändras.
Till exempel har vatten en densitet av ungefär 1 g / cm3 i omgivande tillstånd, men när det blir is minskar densiteten till 0,92 g / cm3 - det är på grund av denna skillnad i densitet att is flyter på vatten.
Is flyter på vatten eftersom densiteten är lägre i fast tillstånd än i flytande tillstånd.
Praktiska exempel på densitet
För att i praktiken förstå vad densitet är, tänk dig två behållare, en med 1 kg bly och den andra med 1 kg bomull. Båda har samma massa, dvs. 1 kilo.
Eftersom bomull är mycket lättare än bly krävs dock en mycket större mängd av detta material för att massorna i båda behållarna ska utjämnas.
Således kommer utrymmet som tas upp av bomull att vara mycket större än utrymmet med bly. Detta innebär att bly har en mycket större mängd koncentrerad materia och därmed en högre densitet än bomull.
Se nu andra exempel på praktiska situationer som förklaras av skillnaden i materialets densitet:
Isbitar
När de placeras i ett glas vatten flyter isbitar på grund av deras densitet (0,92 g / cm)3) är mindre än vattentätheten (1 g / cm3).
När isbitar placeras i ett glas alkohol kommer isbitarna att sjunka eftersom deras densitet (0,92 g / cm)3är större än densiteten av etanol (0,79 g / cm ^)3).
Is sjunker i ett glas alkoholhaltig dryck eftersom alkoholens densitet är mindre än vatten.
Styrofoam och spik
Ett annat exempel som hjälper till att förstå densiteten är att observera beteendet hos en isoporskiva och en spik gjord av stål när den placeras i vatten.
Spiken sjunker omedelbart eftersom densiteten (0,78 g / m)3) är mycket större än vattentätheten. Detta innebär att stål har en stor mängd material koncentrerad i en liten volym.
Å andra sidan, när styrofoamskivan placeras i vatten, flyter det eftersom styrofoamens densitet är mindre än densiteten hos vattnet. Till skillnad från stål är isopor ett ämne som har lite koncentrerat ämne.
Densiteten av isopor är mindre än för vatten, så brädan flyter.
Specifik massa och densitet
Densitet används också för att hänvisa till densitet, men de kan inte alltid förstås som synonymer.
DE densitet hänvisar till en kropp, som kan bestå av bara ett ämne eller en blandning av ämnen, såsom en lösning av vatten med socker.
DE Specifik massai sin tur hänvisar till densiteten av a homogent ämne specifika, såsom aluminium, bly eller vatten.
Detta innebär att när en kropp består av bara ett ämne, ges densiteten av dess specifika massa. Men när kroppen är heterogen är det nödvändigt att beräkna densiteten som förhållandet mellan massa och volym.
Ämnets densitet
Se densiteten (eller specifik massa) för vissa ämnen i tabellen nedan:
| Ämne | Densitet |
|---|---|
| Vatten | 1,0 |
| Luft | 1,2 |
| Stål | 7,8 |
| Aluminium | 2,7 |
| Leda | 11,3 |
| Koppar | 8,9 |
| Etanol | 0,79 |
| Järn | 7,86 |
| Is | 0,92 |
| Mjölk | 1,03 |
| trä | 0,5 |
| Guld | 19,3 |
Absolut densitet och relativ densitet
Absolut densitet avser densiteten hos en viss kropp eller substans. Relativ densitet är i sin tur densiteten hos ett material jämfört med ett annat.
Beräkningen av den relativa densiteten är förhållandet mellan de två densiteterna, som beräknas genom att massan divideras med volymen. Densitetsformeln kan uttryckas med:
eller
Relativ densitet används ofta för att jämföra ämnens densitet i förhållande till vatten, vars densitet är 1 g / cm3.
Densitetsenhet
Den måttenhet som används i det internationella systemet (SI) är kg / m3, men det är vanligt att denna storlek också uttrycks i g / cm3 och g / ml. Förhållandet mellan dessa måttenheter är:
1 g / cm3 = 1 g / ml = 1000 kg / m3
Se även innebörden av kemi och volymmätningar.