science >> Wetenschap >  >> anders

Hoe Density, Volume en Mass

te berekenen

Density (D) is een hoeveelheid gedefinieerd als massa (m) per volume-eenheid (v): D \u003d m ÷ v. Aangezien deze drie hoeveelheden gerelateerd zijn, kunt u een van Dit is nuttiger dan het klinkt, omdat dichtheid vaak een bekende hoeveelheid is die je kunt opzoeken, ervan uitgaande dat je de samenstelling van het materiaal kent. Berekeningen zijn eenvoudig voor vaste objecten, maar dingen worden ingewikkelder voor vloeistoffen, waarvan de dichtheid verandert met de temperatuur, en voor gassen, waarvan de dichtheid afhankelijk is van temperatuur en druk.
Gebruik consistente eenheden

De vergelijking met betrekking tot dichtheid, massa en volume zijn eenvoudig en stellen u in staat om de dichtheid van een materiaal te berekenen als u de massa en het volume meet. Het enige nadeel is dat u de metingen in hetzelfde systeem moet uitvoeren. Als u bijvoorbeeld massa in kilogram meet, moet u het volume in kubieke meter meten en als u het volume in quarts meet, moet u de massa in pond meten. De drie systemen die u waarschijnlijk gaat gebruiken, zijn CGS (centimeter, gram, seconden), MKS (meter, kilogram, seconden) en British Imperial. De meest gebruikte eenheden voor dichtheden in deze drie systemen zijn:

  • CGS - gram /kubieke centimeter of gram /milliliter

  • MKS - kilogram /kubieke meter

  • British - pond /kubieke voet


    Berekeningen van de dichtheid

    Voorbeeld: stel dat u een beker vol met een mysterieuze waterige oplossing hebt. Door de dichtheid te berekenen en deze te vergelijken met die van zuiver water, kunt u de samenstelling bepalen.

    U berekent het volume van de oplossing door de afmetingen van de beker en het vloeistofniveau te meten en vindt dat deze 355 ml is . Aangezien een milliliter een kubieke centimeter is, moet u de massa in gram vinden. U vindt dat het 372 gram is. De dichtheid is dan 372 g - 355 ml \u003d 1,05 g /ml. Dat is gewoon een beetje dichter dan zuiver water (1 g /ml), dus alles wat in het water is opgelost, is in een lage concentratie.

    Voorbeeld: u vindt een grote rots met een ruwweg bolvorm en wilt weten zijn samenstelling. Het vinden van de dichtheid kan je helpen dat te bepalen.

    Bereken het volume van de rots door de diameter te meten en te delen door 2 om de straal (r) te vinden. Het volume van een bol is 4 /3πr 3, dus als de rots een straal van 10 inch heeft, is het volume 418,67 kubieke inch. Converteer naar kubieke voet door te vermenigvuldigen met 0.00057. Het resultaat is 0,239 kubieke voet. Als het gesteente 40 pond weegt, is de dichtheid 40 lb /0.239 ft 3 \u003d 167. 36 lb /ft 3. Dit komt heel dicht in de buurt van de dichtheid van graniet, dus de kans is groot dat de rots massief graniet is.
    Densiteitstabellen gebruiken

    Als u een object van een bekend materiaal hebt, kunt u de dichtheid opzoeken in een tafel. Met deze informatie kunt u het volume berekenen door het te wegen. Als je het volume al weet, kun je de massa berekenen. Het enige dat u hoeft te doen, is de dichtheidsvergelijking herschikken om de gewenste parameter uit te drukken in termen van de andere twee.

    Voorbeeld: Stel dat u een gouden beeld hebt en het volume wilt vinden.

    D \u003d m ÷ v, dus v \u003d m ÷ D

    Je ziet dat het standbeeld 2 kg weegt. In een tabel vindt u de dichtheid van goud ongeveer 19.300 kg /m 3. Als u cijfers invoegt, is het volume 2 kg ÷ 19.300 kg /m 3 \u003d 0.0001 m 3 of ongeveer een tiende van een liter.

    Voorbeeld: Hoeveel kost een milliliter van kwik weegt?

    D \u003d m ÷ v, dus m \u003d Dv

    De dichtheid van kwik is 13,6 g /ml, dus een volume van 1 ml heeft een massa van 13,6 gram.