Как найти плотность через воду

Плотность вещества — формулы и примеры вычислений величины

Из учебного курса химии и физики вспоминаются решения задач с использованием разных показателей.

Окружающие тела состоят из веществ, масса каждого зависит от размера, объема и других критериев.

Плотность вещества показывает численное выражение массы тела в определенном объеме.

Существуют разные виды скалярной физической величины.

Общая характеристика

Каждый элемент занимает индивидуальную величину. Определение плотности может обозначаться греческой буквой ρ, D или d. Если объемы двух тел одинаковы, а массы различны, тогда плотности не идентичны.

Основные понятия

Определения и характеристики показателя известны с 7 класса школьной программы химии. Плотность представляет собой физическую величину о свойствах вещества. Это удельный вес любого элемента. Существует средняя и относительная плотность. Последняя классификация — это отношение плотности (П) вещества к П эталонного вещества. Часто за эталон принимают дистиллированную воду. Единица измерения П- кг/м3 в интернациональной системе.

Формула нахождения плотности:

Обозначения:

Кроме стандартной формулы плотности, применяемой для твердых состояний веществ, имеется формула для газообразных элементов в нормальных условиях.

Расшифровка:

• М — молярная масса газа [г/моль].
• Vm — объем газа (в норме 22,4 л/моль).

Для сыпучих и пористых тел различают истинную плотность, вычисляемую без учета пустот, и удельную плотность, рассчитываемую как отношение массы вещества ко всему объему. Истинную П получают через коэффициент пористости — доли объема пустот в занимаемом объеме. Для сыпучих тел удельная П называется насыпной.

Низкие показатели П имеет среда между Галактиками (1033 кг/м3).

Способы измерения:

• Пикнометр. Измеряет истинную П.
• Ареометр, денсиметр, плотномер. Используется для жидкого состояния.
• Бурик. Измеряет П почвы.

Вещества состоят из молекулярных структур, масса тела формируется из скопления молекул. Аналогично вес пакета с карамелью складывается из масс всех конфет в мешке. Если все сладости одинаковые, то массу упаковки определяют умножением веса одной конфеты на количество штук.

Молекулярные частицы чистого вещества одинаковы, поэтому вес капли воды равен произведению массы 1 молекулы Н2О на число составляющих молекул в капле. Плотность вещества показывает, чему равна масса одного кубического метра.

Плотность воды — 1000 кг/м³, а масса 1 м³ Н2О равна 1000 килограмм. Это число можно вычислить, умножив массу 1 молекулы воды на количество молекулярных частиц, содержащихся в 1 м3 объема.

П льда составляет 900 кг/м³, это значит, что вес кубического метра льда равна 900 кг. Употребляют единицу измерения плотности г/см3.

При равнозначности физических масс двух тел их объемы различаются. Например, объём льда в девять раз больше объема бруска из металлического сплава. Масса тела распределяется неодинаково, устанавливает П в каждой точке тела.

Влияние факторов

П зависит от давления и температуры. При высоком давлении молекулы плотно прилегают друг к другу, поэтому вещество обладает значительной плотностью.

Зависимость показателей учитывается при расчете П. При повышении температуры П снижается из-за термического расширения, при котором объем вырастает, а масса остается прежней. Если температура снижается, П увеличивается, хотя имеются вещества, П которых при некоторых условиях температурного режима ведет себя иначе. Это вода, бронза, чугун. При фазовом переходе, модифицировании агрегатного состояния П меняется скачками. Условия вычисления зависят от свойств веществ, молекулярных элементов. Для разных природных объектов П изменяется в широком диапазоне.

П воды ниже П льда из-за молекулярной структуры твердой формы жидкости. Вещество, переходя из жидкой в твердую форму, изменяет молекулярную структуру, расстояние между составными частицами сужается и плотность увеличивается. Зимой, если забыть слить воду из труб, их разрывает на части после замерзания. На П Н2О влияют примеси. У морской воды знак П выше, чем у пресной. При соединении в одном стакане двух типов жидкости пресная останется на поверхности. Чем выше концентрация соли, тем больше П воды.

Когда плотность вещества больше П воды, оно полностью погрузится в воду. Предметы, сделанные из материала по низкой П, будут плавать на поверхности воды. На практике эти свойства используются человеком. Сооружая суда, инженеры-проектировщики применяют материалы с высокой П. Корабли, теплоходы, яхты смогут затонуть во время плавания, в корпусах суден создают специальные полости, наполненные воздухом, ведь его П ниже плотности воды.

Чтобы наживка для рыбалки погрузилась в воду, ее обременяют тяжелым по плотности материалом, например, грузиком из металла (чаще свинца). Плотность сплава выше, чем у Н2О.

Жирные пятна масла, нефти, бензина остаются на поверхности воды из-за низкой П маслянистых веществ.

Практическое применение

Из учебников химии и физики вычисляют уровень плотности по формуле. Но также это можно сделать, используя онлайн-систему.

Значение показателя

Окружающий мир состоит из разных веществ.

Скамейка в парке или баня за городом сооружены из древесины, подошва утюга, сковорода выполнены из металла, покрышка колеса, велосипеда — из резины. Каждый предмет имеет свой вес.

Черные дыры Вселенной составляют наибольшую плотность 1014 кг/м3. Самый низкий показатель имеет область между Галактиками (2•10−31—5•10−31 кг/м³).

Таблица плотности веществ

Вещество	Плотность (кг/м3)
Сухой воздух	1,293
Металлы
Осмий	22,61
Родий	12,41
Иридий	22,56
Плутоний	19,84
Палладий	12,02
Свинец	11,35
Платина	19,59
Золото	19,30
Сталь	7,8
Алюминий	2,7
Медь	8,94
Газы
Азот	1,25
Аммиак	0,771
Аргон	1,784
Жидкий водород	70
Гелий в жидком состоянии	130
Водород	0,09
Водяной пар	0,598
Воздух	1,293
Хлор	3,214
О2	1,429
Углекислый газ	1,977
Остальные вещества
Тело человека	На вдохе 940-990, при выдохе — 1010-1070
Пресная вода	1000
Солнце	1410
Гранит	2600
Земля	5520
Железо	7874
Бензин	710
Керосин	820
Молоко	1040
Этанол	789
Ацетон	792
Морская вода	1030
Древесина
Пихта	0,39
Ива	0,46
Ель	0,45
Сосна	0,52
Дуб	0,69

П металлов изменяется от минимального значения у лития, который легче Н2О, до максимального значения у осмия, который тяжелее драгоценных металлов.

Способы расчета и примеры

В сети Интернет существует множество приложений для онлайн-расчета плотности веществ или материалов. В стандартные поля калькулятора вводится основная информация: масса, объем, единицы измерения. Плотность вычисляется автоматически по заданным параметрам и выводится на экран интерфейса. Можно перевести информативные данные в нужную единицу измерения.

Без использования учебной информации показатель П можно определить через физические опыты. Для лабораторных изучений нужны весы, сантиметр, если исследуемое тело находится в твердом состоянии. Для жидкости необходима колба.

Сначала измеряют объем тела, записывая результат по цифровой шкале (в сантиметрах или миллилитрах).

Вычисляя объем деревянного бруска квадратной формы, параметр стороны возводится в третью степень. Измеряя объемные характеристики, тело ставят на весы и записывают значение массы. Рассчитывая жидкое состояние, учитывают массу сосуда, куда помещено исследуемое. В формулу подставляют данные и рассчитывают показатель.

Поскольку П измеряется в кг/л или в г/см³, то иногда приходится пересчитывать одни величины в другие.

В одном грамме содержится 0,001 кг, а один кубический сантиметр (см³) — это 0,000001 м³. В 1 г/(см) 3 содержится 1000кг/м 3 .

Пример 1:

Необходимо найти плотность молока, если 350 г занимают 100 см 3 . Для решения используют формулу, где масса делится на объем.

Решение: P=m/V = 350/100= 3,5 г/см 3 .

Пример 2:

Необходимо определить П мела, если масса большого куска объемом 20 см 3 составляет 48 грамм. П выразить в кг/м 3 и вг/см 3 .

Нужно перевести см 3 в кубические метры, а граммы — в килограммы.

V = 20см 3 = 0,00002 м 3 .

M= 48 г = 0,048 кг.

Плотность мела составляет 0,048 кг/0,00002 м 3 = 2400 кг/м 3 .

Выражаем в г/см 3 : 2400 кг/м 3 = 2400*1000/1000000 см 3 = 2,4 г/см 3 .

Один килограмм равен 1000 грамм, один кубический метр (1м 3 ) содержит 1000000 см 3 . Плотность получится 2,4 г/см 3 или 2400 кг/м 3 .

Показатель имеет большое значение в разных сферах жизни и деятельности. Он определяется по таблице или высчитывается расчетным путем.

Источник

Как рассчитать плотности при различных температурах — Наука — 2021

Чтобы узнать, как температура влияет на плотность жидкого вещества, используйте один из двух методов в зависимости от жидкости, которую вы хотите измерить. Для газов используйте адаптацию Закона об идеальном газе, которая при переписывании дает уравнение для плотности, основанное на температуре и давлении. Для других жидкостей, таких как вода или спирт, вы должны использовать больше информации для определения их плотности при различных температурах. Когда у вас есть вся информация, необходимая для расчета, для ее решения требуется немного математики.

Найти плотность жидкости

Вычесть конечную температуру

Вычтите конечную температуру в градусах Цельсия из начальной температуры в градусах Цельсия. Например, конечная температура 20 градусов C и начальная температура 30 градусов Цельсия дают разницу: 30 градусов C — 20 градусов C = 10 градусов C.

Умножьте разницу температур

Умножьте эту разность температур на коэффициент объемного температурного расширения для измеряемого вещества, затем добавьте единицу к этому числу. Для воды используйте коэффициент объемного температурного расширения (0, 0002 м3 / м3 градусов C) и умножьте его на разницу температур, которая в данном примере составляет 10 градусов C. Отработать 0, 0002 x 10 = 0, 002. Добавьте один к этому числу, чтобы получить: 1 + 0, 002 = 1, 002.

Найти окончательную плотность

Разделите начальную плотность жидкости на это число, чтобы найти конечную плотность при новой температуре. Если начальная плотность воды была 1000 кг / м3, разделите ее на 1, 002, чтобы найти конечную плотность: 1000 ÷ 1, 002 = 998 кг / м3.

Найти плотность газов

Перевести Цельсия в Кельвины

Добавьте 273, 15 к градусам в градусах Цельсия, чтобы найти градусы в градусах Кельвина. Например, температура 10 градусов C = 10 + 273, 15 = 283, 15 Кельвина

Умножить на газовую постоянную

Умножьте температуру в Кельвинах на газовую постоянную. На сухом воздухе с газовой постоянной 287, 05 Дж, получится 283, 15 х 287, 05 = 81278, 21.

Разделить на текущее давление

Разделите это число на текущее давление, измеренное в Паскалях, чтобы найти плотность в кг / м3. Например, если у вас есть давление 10000 Паскалей, отработайте 81278, 21 ÷ 10000 = 0, 813 кг / м3.

подсказки

Некоторые обычно используемые коэффициенты объемного расширения включают воду: 0, 0002 (м3 / м3 oC) и этиловый спирт: 0, 0011 (м3 / м3 oC).

Для газовой постоянной сухого воздуха используйте: 287, 05 Дж / (кг * град К).

Вам необходимо знать давление газа, измеренное с помощью единицы Паскаля. Если у вас есть только давление в мб, умножьте давление в мб на 100, чтобы преобразовать давление газа в паскали.

Как рыба поддерживает гомеостаз при разных температурах воды

Рыбы — хладнокровные существа, и большинство из них не могут контролировать свою внутреннюю температуру, как люди. Чтобы оставаться при здоровой температуре или достичь температурного гомеостаза, рыба ищет более теплую или более холодную воду. У некоторых рыб также есть дополнительные механизмы для поддержания здоровой температуры.

Причина инкубации при разных температурах в микробиологии

Изменения температуры могут иметь драматические последствия для микроскопических форм жизни. Ученые инкубируют микробы при разных температурах по нескольким причинам. Одна из причин заключается в том, что разные микробы лучше всего растут при разных температурах. Вторая причина заключается в том, что ученый пытается создать чувствительного к температуре мутанта, так что .

При каких температурах горят зажигалки?

Карманные зажигалки поджигают бутан или нафталиновое топливо с кремнем и сталью, образуя небольшое пламя. Оба топлива имеют стандартный температурный диапазон, но фактическая температура их пламени зависит от времени, в течение которого зажигалка включена, а также от температуры окружающей среды, содержания кислорода и т. Д.

Источник