Как рассчитать плотность

Содержание

• Определение плотности и формула
• Единицы плотности
• Измеряя масса
• Измерение объема
• Расчеты для определения плотности
• Онлайн калькулятор формулы плотности

Материалы плавают или тонут в основном по плотности. Поскольку кубики льда немного менее плотны, чем вода, кубики льда плавают в воде. Поскольку сталь менее плотная, чем ртуть, но плотнее воды, стальной шарикоподшипник плавает в жидкой ртути, но тонет в воде. Понимание плотности начинается с понимания того, как ее вычислить.

Определение плотности и формула

Плотность - это отношение массы к объему объекта, и, как таковая, плотность является расчетным, а не измеренным значением. Нахождение плотности требует измерения как массы, так и объема объекта. Плотность используется для описания твердых веществ, жидкостей и газов.

Формула плотности в химии: плотность равна массе M разделить на объем В, Плотность может быть представлена D или греческой буквой rho (ρ), поэтому формула может быть записана как:

D = frac {M} {V} {или} ; ρ = frac {M} {V}

В геологии, удельный вес используется больше, чем плотность, но оба тесно связаны. Удельный вес состоит из плотности объекта, деленной на плотность воды (1,0 г / см).³), получая безразмерное значение.

Единицы плотности

Для твердых тел единицы измерения плотности в метрической системе обычно указываются в граммах (массе) на кубический сантиметр (объем), записываемых в г / см.³, Плотность также может быть указана в килограммах на кубический метр (кг / м³), килограмм на кубический сантиметр (кг / см)³) или грамм на кубический метр (г / м)³).

Реже плотность может быть представлена ​​как фунты (масса) на кубический фут (объем), записанные в фунтах / фут³, фунтов на кубический дюйм (фунт / дюйм³) или фунтов на кубический ярд (фунт / ярд³).

Для жидкостей плотность чаще всего указывается в граммах на миллилитр (г / мл), тогда как плотность газа обычно указывается в граммах на литр (г / л). Плотность жидкости и газа изменяется с давлением и температурой, поэтому, как правило, сообщается в терминах стандартного давления (одна атмосфера) и температуры (25 ° C для жидкостей и 0 ° C для газов).

Измеряя масса

Для нахождения массы твердых тел необходимо использовать весы с тремя лучами или электронные весы, которые измеряют массу. Поместите образец на лоток, затем следуйте процедуре для инструмента, чтобы найти массу. Если вы измеряете массу порошка или жидкости, сначала найдите массу контейнера, затем добавьте порошок или жидкость и измерьте общую массу, прежде чем вычесть массу контейнера.

Измерение объема

Чтобы найти объем правильного многоугольника, просто необходимо измерить размеры твердого тела и найти формулу для формы. Например, прямоугольный блок размером 10 на 5 на 2 на 2 имеет объем 10 × 5 × 2 или 100 кубических сантиметров.

Для определения объема твердых тел неправильной формы используется принцип смещения Архимеда. Измерьте известное количество воды в градуированном цилиндре, поместите объект неправильной формы в цилиндр и прочитайте градуированный цилиндр, чтобы определить изменение объема. Смещенная вода, показанная изменением показаний на градуированном цилиндре, равна объему вставленного объекта.

Для жидкостей объем может быть измерен непосредственно с помощью градуированного цилиндра.

Расчеты для определения плотности

Чтобы найти плотность, разделите измеренную массу на измеренный объем (D = M ÷ В).

Примеры формул плотности: твердые вещества

Если куб материала размером 1 сантиметр с каждой стороны имеет массу 7,90 грамма, вычисление плотности становится

D = frac {7.90 ; {g}} {1 ; {cm} × 1 ; {cm} × 1 ; {cm}} = 7.90 ; {г / см} ^ 3

Материал, скорее всего, железо.

Масса объекта неправильной формы измеряется как 211,4 грамма. Объем вытесненной воды равен 20 миллилитрам. Поскольку один миллилитр воды занимает один кубический сантиметр объема, объем объектов равен 20 кубическим сантиметрам. Завершение формулы показывает

D = frac {211.4 ; {g}} {20 ; {cm} ^ 3} = 10,57 ; {g / cm} ^ 3

Материал, скорее всего, серебро.

Примеры формул плотности: жидкости

Жидкость объемом 50 миллилитров (мл) имеет массу 63 грамма (г). Так

D = frac {63 ; {g}} {50 ; {mL}} = 1,26 ; {г / мл}

Жидкостью, вероятно, будет глицерин.

Жидкость с измеренной массой 338,75 грамма занимает объем 25 миллилитров. Завершение формулы плотности показывает

D = frac {338.75 ; {g}} {25 ; {mL}} = 13,55 ; {г / мл}

Жидкость, вероятно, ртуть.

Онлайн калькулятор формулы плотности

Доступны онлайн калькуляторы формул плотности. Однако две из трех переменных (масса, объем или плотность) должны быть известны (см. Раздел Ресурсы).