Щільність - це фізична величина, яка вимірює концентрація речовини тіла в заданому обсязі.
Отримується співвідношенням маси тіла та об’єму і вимірюється в кг / м3 у Міжнародній системі одиниць (SI).
Щільність тіла обернено пропорційна його об’єму, тобто чим більший об’єм, тим менша щільність. Зверніть увагу на це співвідношення у формулі щільності:
Щільність - це властивість, яка визначає, чи буде тіло плавати чи тонути в рідині. Якщо матеріал менш щільний, ніж рідина, він буде плавати, але якщо він має більшу щільність, ніж рідина, він потоне.
Всі знайдені в природі матеріали мають щільність, яку можна виміряти. Щільність залежить від вид матеріалу, з фізичний стан де він опиняється та умови Росії температури і тиск навколишнього середовища.
Як розрахувати щільність?
Для обчислення щільності речовини або суміші речовин поділіть масу тіла на її об’єм за формулою:
Де:
- d = щільність, виміряна в кг / м3, г / см3 або г / мл
- m = маса, виміряна в кг або г.
- v = об'єм, виміряний в м3, см3 або мл
Важливо пам’ятати, що в міру того, як об’єм тіла змінюється за різних умов температури та тиску, щільність буде різною, коли температура і тиск змінюються.
Наприклад, вода має щільність приблизно 1 г / см3 в навколишньому стані, але коли він стає льодом, його щільність зменшується до 0,92 г / см3 - саме через цю різницю в щільності лід пливе по воді.
Лід плаває по воді, оскільки його щільність у твердому стані нижча, ніж у рідкому.
Практичні приклади щільності
Щоб на практиці зрозуміти, що таке щільність, уявіть два контейнери, один з 1 кг свинцю, а другий з 1 кг бавовни. Обидва мають однакову масу, тобто 1 кілограм.
Однак, оскільки бавовна набагато легша за свинець, для вирівнювання маси обох контейнерів потрібно набагато більша кількість цього матеріалу.
Таким чином, простір, зайнятий бавовною, буде набагато більшим за простір, який займає свинець. Це означає, що свинець має набагато більшу кількість концентрованої речовини і, отже, більшу щільність, ніж бавовна.
Тепер перегляньте інші приклади практичних ситуацій, які пояснюються різницею в щільності матеріалів:
Кубики льоду
Помістивши в склянку води, кубики льоду плавають, оскільки їх щільність (0,92 г / см)3) менше щільності води (1г / см3).
Коли кубики льоду поміщають у склянку зі спиртом, кубики льоду опускаються, оскільки їх щільність (0,92 г / см)3) більше щільності етанолу (0,79 г / см3).
Лід тоне в склянці алкогольного напою, оскільки щільність алкоголю менше щільності води.
Пінополістирол і цвях
Ще один приклад, який допомагає зрозуміти щільність - це спостерігати за поведінкою пінополістирольної дошки та цвяха, виготовленого зі сталі, коли їх поміщають у воду.
Ніготь відразу тоне, оскільки його щільність (0,78 г / м)3) набагато більше щільності води. Це означає, що сталь має велику кількість речовини, зосередженої в невеликому обсязі.
З іншого боку, коли плита пінопласту розміщується у воді, вона плаває, оскільки щільність пінополістиролу менша, ніж щільність води. На відміну від сталі, пінопласт - це речовина, що має мало концентрованої речовини.
Щільність пінополістиролу менша, ніж щільності води, тому дошка плаває.
Питома маса і щільність
Щільність також використовується для позначення щільності, але їх не завжди можна розуміти як синоніми.
THE щільність відноситься до a тіло, який може складатися лише з однієї речовини або суміші речовин, наприклад, розчину води з цукром.
THE Специфічна масав свою чергу, відноситься до щільності a однорідна речовина специфічні, такі як алюміній, свинець або вода.
Це означає, що коли тіло складається лише з однієї речовини, його щільність визначається питомою масою. Однак коли тіло неоднорідне, необхідно буде розрахувати його щільність як відношення маси до об’єму.
Щільність речовини
Див. Щільність (або питому масу) деяких речовин у таблиці нижче:
| Речовина | Щільність |
|---|---|
| Вода | 1,0 |
| Повітря | 1,2 |
| Сталь | 7,8 |
| Алюміній | 2,7 |
| Вести | 11,3 |
| Мідь | 8,9 |
| Етанол | 0,79 |
| Залізо | 7,86 |
| Лід | 0,92 |
| Молоко | 1,03 |
| дерево | 0,5 |
| Золото | 19,3 |
Абсолютна щільність та відносна щільність
Абсолютна щільність відноситься до щільності даного тіла або речовини. Відносна щільність, у свою чергу, це щільність одного матеріалу порівняно з іншим.
Розрахунок відносної щільності - це співвідношення між двома щільностями, які обчислюються діленням маси на об’єм. Формула щільності може бути виражена:
або
Відносну щільність часто використовують для порівняння щільності речовин щодо води, щільність якої становить 1 г / см3.
Одиниця виміру щільності
Одиниця виміру, що використовується в Міжнародній системі (СІ), становить кг / м3, але часто зустрічається така величина, яка також виражається в г / см3 і г / мл. Співвідношення між цими одиницями виміру:
1 г / см3 = 1 г / мл = 1000 кг / м3
Див. Також значення хімія і вимірювання обсягу.
