Düzensiz katıların yoğunluğunun hesaplanması

bu yoğunluk belirli bir malzemenin kütlesini ve hacmini ilişkilendiren bir miktardır.
Şu formülle verilir: yoğunluk = makarna veya d = m
hacim v

Uluslararası Sistemde yoğunluk birimi kg/m³, ancak günlük hesaplamalarda aşağıdaki birimler de kullanılır: g/cm³, g/ml ve g/L.

Bu nedenle örneğin suyun yoğunluğunu hesaplarken bir behere koyup hacmini ölçmek yeterlidir. Sonra bu beheri suyla tartıyoruz ve beherin kütlesine indirgeyerek suyun kütlesini buluyoruz. Ardından, kapladığı hacme bölün.

Küp gibi normal katılar için kütleyi ölçmek, bir ölçeğe koyduğunuz için de kolaydır. Hacim, yalnızca hesaplanması gereken belirli matematiksel formülleri takip eder. Örneğin, bir küp söz konusu olduğunda, hacmini bulmak için yüksekliğini uzunluk ve genişlikle çarpmanız yeterlidir. Sonra yoğunluk formülünde yerine koyduk.

Bununla birlikte, düzensiz katılar (belirli bir geometrik şekle sahip olmayan) söz konusu olduğunda, hacimlerini hesaplamak için matematiksel formüller yoktur. Yani, soru ortaya çıkıyor: Düzensiz katıların yoğunluğu nasıl hesaplanır?

Yunan matematikçi Arşimet, MÖ 3. yüzyılda bu soruyla karşı karşıya kaldı. Ç. Hikaye, kralın tacının gerçekten altından yapılıp yapılmadığını öğrenmesini emrettiğini söylüyor. Arşimet, tacın yoğunluğunu altının yoğunluğuyla karşılaştırmanın yeterli olduğunu biliyordu, çünkü yoğunluk yoğun bir özelliktir, yani numunenin miktarına bağlı değildir. Örneğin bir buz küpünün yoğunluğu, bir buz küpününkiyle tamamen aynıdır. buzdağı. Ancak sorun, düzenli bir şekle sahip olmadığı için hacmi ve dolayısıyla tacın yoğunluğunu belirlemekti.

Bir gün duş almak için küvete girdiğinde Arşimet su seviyesinin yükseldiğini fark etti. O anda aklına parlak bir fikir geldi ve o kadar heyecanlandı ki, sokaklarda çıplak koştu ve ünlü kelimeyi haykırdı:Evreka!

Şimdi durma... Reklamdan sonra devamı var ;)

Arşimet çizimi ve keşfi

Böylece keşfedildi Arşimet Prensibidüzensiz katıların hacmini ölçmek için kullanılır. Bu ilke şunu önermektedir: bir beher içinde belirli bir miktarda suyu ölçüyoruz, sonra düzensiz katıyı ekliyoruz ve suyun hacmindeki değişimi gözlemliyoruz ve bu kadar: suyun hacmindeki bu değişiklik tam olarak katının hacmidir!

Arşimet Prensibi düzensiz katıların hacmini ölçmek için kullanılır

Daha kolay hale gelirse, hacimdeki değişiklik için beher ölçümüne bakmak yerine, bir tüp kullanabilirsiniz. taşmaDüzensiz nesne eklendiğinde suyun silindirden dışarı akmasını sağlayan bir parçaya sahip olan. Çıkış suyu ayrı olarak ölçülür.

Yukarıdaki şekilde Arşimet'in bir barın hacmini ölçtüğüne dikkat edin. altın taç ile aynı kütleye sahip olan ve yoğunluğunu hesaplayan saf (19.3 g/mL veya g/cm)³) ve taç ile aynı şeyi yaptı. Suyun hacminin ve dolayısıyla taç ve altın külçenin hacminin aynı olmadığına dikkat edin. Bu, gerçekte tacın saf altın olmadığı anlamına geliyordu. alaşım.

Bugün bile bu yöntem mücevher gibi değerli malzemeleri tanımlamak için kullanılmaktadır. Metalik alaşımdan yapılmış bir mücevherin yoğunluğu 14g/mL'nin üzerindeyse, bu onun yaklaşık %75 altın, %13 gümüş ve %12'den yapılmış en az 18 ayar altın parçası bakır.

* Telif hakkı olan resim: neftali / Shutterstock.com.

Jennifer Foğaça tarafından
Kimya mezunu

Bu metne bir okulda veya akademik bir çalışmada atıfta bulunmak ister misiniz? Bak:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Düzensiz katıların yoğunluğunun hesaplanması"; Brezilya Okulu. Uygun: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/calculo-densidade-solidos-irregulares.htm. 27 Haziran 2021'de erişildi.