Формула знаходження густини рідини. Пористі та сипкі тіла, крім іншого, мають

Серед інших речовин на планеті Земля найнижчу щільність мають гази. Рідини, як правило, характеризуються вищою в порівнянні з ними щільністю, а максимальне значення цього показника можна зустріти у твердих речовин. Так, наприклад, найбільш щільним металом прийнято вважати осмій.

Вимірювання щільності

Разом з тим, у випадку, якщо йдеться про дуже малі обсяги речовини, щодо якої необхідно виміряти щільність, застосовується використання похідної від цієї загальноприйнятої одиниці, що виражається як кількість грамів на кубічний сантиметр. У скороченому вигляді цю одиницю прийнято позначати г/см3.

У цьому щільність різних речовин має тенденцію до зміни залежно від температури: найчастіше її зниження тягне у себе збільшення щільності речовини. Так, наприклад, звичайне повітря при температурі +20оС має щільність, рівну 1,20 кг/м³, тоді як при зниженні температури до 0оС його щільність збільшиться до 1,29 кг/м³, а при подальшому її зниженні до -50оС щільність повітря досягне 1,58 кг/м³. Разом про те, деякі речовини є виняток із цього правила, оскільки зміна їх щільності не підпорядковується зазначеної закономірності: до них належить, наприклад, вода.

Для вимірювання густини речовин застосовуються різні фізичні прилади. Так, наприклад, виміряти густину рідини можна за допомогою ареометра, а для того щоб визначити густину твердої або газоподібної речовини, можна скористатися пікнометром.

Інструкція

Знаючи дві вищезгадані величини, можна записати формулу для розрахунку щільності речовини: щільність = маса / обсяг, звідси і виходить шуканої величини. приклад. Відомо, що крижина об'ємом 2 кубічних метри 1800 кг. Знайти густину льоду. Рішення: щільність дорівнює 1800 кг/2 метри в кубі, виходить 900 кг, поділених на кубічні. Іноді доводиться переводити одиниці густини одна в одну. Щоб не заплутатися, слід пам'ятати: 1г/см у кубі дорівнює 1000 кг/м у кубі. Приклад: 5,6 г/см у кубі дорівнює 5,6*1000 = 5600 кг/м у кубі.

Воду, як і будь-яку рідину, не завжди можна зважити на терезах. Але дізнатися масубуває необхідно як у деяких виробництвах, і у звичайних життєвих ситуаціях, від розрахунку резервуарів до вирішення питання, який запас водиви можете взяти з собою в байдарку або гумовий човен. Для того, щоб обчислити масу водиабо будь-якої рідини, поміщеної в той чи інший об'єм, насамперед необхідно знати її густину.

Вам знадобиться

• Мірний посуд
• Лінійка, рулетка або будь-який інший вимірювальний прилад
• Посудина для переливання води

Інструкція

Якщо вам потрібно обчислити масу водиу невеликій посудині, це можна зробити за допомогою звичайних ваг. Зважте спочатку посудину разом із . Потім перелийте воду в інший посуд. Після цього зважте порожню посудину. З повної посудини відніміть масупорожній. Це і буде у посудині води. Таким чином можна масуне тільки рідких, а й сипких, якщо є можливість їх пересипати в інший посуд. Такий спосіб іноді можна спостерігати в деяких магазинах, де немає обладнання. Продавець спочатку зважує порожню банку чи пляшку, потім заповнює її сметаною, зважує знову, визначає вагу сметани і лише після цього розраховує її вартість.

Для того, щоб визначити масу водиу посудині, яку неможливо зважити, необхідно знати два параметри - води(або будь-якої іншої рідини) та об'єм судини. густина водискладає 1 г/мл. Щільність іншої рідини можна знайти у спеціальній таблиці, яка зазвичай у довідниках по .

Якщо немає мірного посуду, в який можна перелити воду, обчисліть об'єм посудини, в якій вона знаходиться. Обсяг завжди дорівнює добутку площі підстави на висоту, і з судинами постій форми зазвичай проблем не виникає. Об `єм водиу банку дорівнюватиме площі круглої основи на висоту, заповнену водою. Помноживши густину? на обсяг води V, ви отримаєте масу води m: m=?*V.

Відео на тему

Зверніть увагу

Визначити масу можна і знаючи кількість води та її молярну масу. Молярна маса води дорівнює 18, оскільки складається з молярних мас 2 атомів водню та 1 атома кисню. MH2O = 2MH+MO=2·1+16=18 (г/моль). m=n*M, де m – маса води, n – кількість, M – молярна маса.

Усі речовини мають певну густину. Залежно від об'єму, що займається, і заданої маси, обчислюється щільність. Вона знаходиться, виходячи з експериментальних даних та числових перетворень. Крім того, щільність залежить від багатьох різних факторів, у зв'язку з якими змінюється її постійне значення.

Інструкція

Уявіть собі, що дана деяка посудина, до країв заповнена водою. У задачі необхідно знайти густину води, при цьому не знаючи ні маси, ні об'єму. Для того, щоб обчислити густину, слід знайти обидва параметри експериментально. Почніть із визначення маси.
Візьміть посудину і поставте його на ваги. Потім виллєте з нього воду, після чого знову поставте посудину на ті ж ваги. Порівняйте результати вимірювань та отримайте формулу для знаходження маси води:
mоб.- mс.=mв., де mоб. - маса судини з водою (загальна маса), mс - маса судини без води.
Друге, що потрібно знайти - води. Перелийте воду в мірну посудину, потім за шкалою, що є на ній, визначте, обсяг води містився в посудині. Лише після цього за формулою знайдіть густину води:
ρ=m/V
За допомогою цього досвіду можна лише приблизно визначити густину води. Однак під впливом деяких факторів вона може . Ознайомтеся з найважливішими з таких факторів.

При температурі води t=4 °C вода має густину ρ=1000 кг/м^3 або 1 г/см^3. При зміні змінюється щільність. Крім цього, до факторів, що впливають на щільність

Інструкція

Якщо немає можливості з точністю виміряти геометричні розміри тіла, скористайтеся законом Архімеда. Для цього візьміть посудину, що має шкалу (або поділки) для вимірювання, опустіть предмет у воду (в саму посудину, з поділками). Обсяг, на який збільшиться вміст судини, - і є об'єм зануреного до нього тіла.

Якщо відомі щільність d і обсяг предмета V, завжди можна знайти його масу, користуючись формулою: m=V*d. Перед розрахунком маси наведіть усі одиниці виміру в одну систему, наприклад, в міжнародну систему виміру СІ.

Висновок з наведених формул наступний: щоб отримати значення маси, знаючи щільність і об'єм, треба помножити значення об'єму тіла на значення щільності речовини, з якої воно зроблено.

Джерела:

• як знаходити масу

Масу тілазазвичай визначають експериментально. Для цього беруть вантаж, ставлять його на ваги та отримують результат виміру. Але при вирішенні фізичних завдань, наведених у підручниках, вимір маси з об'єктивних причин неможливий, зате є ті чи інші дані про тіло. Знаючи ці дані, можна визначити масу тілаопосередковано шляхом розрахунку.

Інструкція

Зверніть увагу

Проводячи розрахунок за зазначеною вище формулою, необхідно усвідомлювати, що таким чином впізнається маса спокою цього тіла. Цікавий факт того, що багато елементарних частинок мають вагаючу масу, яка залежить від швидкості їх руху. Якщо елементарна частка рухається зі швидкістю тіла, то ця частка є безмасовою (наприклад, фотон). Якщо ж швидкість руху частинки нижче швидкості світла, то така частка називається масивною.

Корисна порада

При вимірі маси ніколи не можна забувати, в якій системі буде дано кінцевий результат. Мається на увазі, що в системі СІ маса вимірюється в кілограмах, тоді як у системі СГС маса вимірюється у грамах. Також маса вимірюється у тоннах, центнерах, каратах, фунтах, унціях, пудах, а також у багатьох інших одиницях залежно від країни та культури. У нашій країні, наприклад, масу здавна вимірювали у пудах, берківцях, золотниках.

Джерела:

• маса бетонної плити

Наприклад, вам на зиму необхідний мінімум 15 куб. метрів березових дров.
Шукайте довідкову щільність березових дров. Це: 650 кг/м3.
Обчислюйте масу, підставивши значення ту саму формулу питомої щільності.

m = 650 * 15 = 9750 (кг)

Тепер, виходячи з вантажопідйомності та місткості кузова, ви можете визначитися з видом транспортного засобу та кількістю поїздок.

Відео на тему

Зверніть увагу

Старші люди більше знайомі з поняттям частки. Питома щільність речовини – те саме, як і питому вагу.

Бувають ситуації, коли потрібно обчислити масу рідини, що міститься в будь-якій ємності. Це може бути і під час навчального заняття в лабораторії, і під час вирішення побутової проблеми, наприклад, під час ремонту або фарбування.

Інструкція

Найпростіший метод - вдатися до зважування. Спочатку зважте ємність разом з , потім перелийте рідину в іншу ємність, що підходить за розмірами, і зважте порожню тару. А потім залишається лише відняти з більшого значення менше, і ви отримаєте . Зрозуміло, цього способу можна вдаватися, тільки маючи справу з нев'язкими рідинами, які після переливу практично не залишаються на стінках і днище першої ємності. Тобто,

У багатьох галузях промислового виробництва, а також у будівництві та сільському господарстві використовується поняття "щільність матеріалу". Це обчислювана величина, яка є ставленням маси речовини до об'єму, який він займає. Знаючи такий параметр, наприклад, у бетону, будівельники можуть розрахувати необхідну кількість його при заливанні різних залізобетонних конструкцій: будівельних блоків, перекриттів, монолітних стін, колон, захисних саркофагів, басейнів, шлюзів та інших об'єктів.

Як визначити щільність

Важливо відзначити, що, визначаючи щільність будівельних матеріалів, можна використовувати спеціальні довідкові таблиці, де ці величини для різних речовин. Також розроблено методи та алгоритми розрахунку, які дозволяють отримувати такі дані на практиці, якщо відсутній доступ до довідкових матеріалів.

Щільність визначається у:

• рідких тіл приладом ареометром (наприклад, відомий усім процес вимірювання параметрів електроліту автомобільного акумулятора);
• твердих і рідких речовин за допомогою формули при відомих вихідних даних маси та обсягу.

Усі самостійні обчислення, звісно, ​​матимуть неточності, адже складно достовірно визначити обсяг, якщо тіло має неправильну форму.

Похибки у вимірах щільності

• Похибка систематична. Вона фігурує постійно чи може змінюватися за певним законом у процесі кількох вимірів однієї й тієї ж параметра. Пов'язана з похибкою шкали приладів, низьким показником чутливості пристрою або ступенем точності формул розрахунку. Так, наприклад, визначаючи масу тіла за допомогою різновагів і ігноруючи вплив сили, що виштовхує, дані отримують приблизними.
• Похибка випадкова. Викликана причинами, що приходять і надає різний вплив на достовірність визначених даних. Зміна температури навколишнього середовища, атмосферного тиску, вібрації в приміщенні, невидимі випромінювання та коливання повітря - все це відбивається на вимірах. Уникнути такого впливу неможливо.

• Похибка округлення величин. При отриманні проміжних даних для формул часто числа мають безліч значущих цифр після коми. Необхідність обмеження кількості цих знаків передбачає появу похибки. Частково знизити таку неточність можна, залишаючи у проміжних розрахунках кілька порядків цифр більше, ніж вимагає кінцевий результат.
• Похибки недбалості (промахи) з'являються внаслідок помилковості обчислень, неправильності включення меж вимірювання чи приладу загалом, нерозбірливості контрольних записів. Отримані таким чином дані можуть відрізнятися від аналогічно проведених розрахунків. Тому їх треба видаляти, а роботу виконати заново.

Вимірювання істинної щільності

Розглядаючи густину матеріалу будівництва, потрібно враховувати його справжній показник. Тобто коли структура речовини одиниці об'єму не містить раковин, порожнин і сторонніх включень. Насправді немає абсолютної однорідності, коли, наприклад, бетон заливають у форму. Щоб визначити реальну його міцність, яка залежить від щільності матеріалу, проводять наступні операції:

• Структуру подрібнюють до стану порошку. На цьому етапі позбавляються пір.
• Просушують при температурі понад 100 градусів, з проби видаляють залишки вологи.
• Охолоджують до кімнатної температури і пропускають через дрібне сито з розміром комірки 0,20 х 0,20 мм, надаючи однорідність порошку.
• Отриманий зразок зважують на електронних терезах високої точності. Обсяг обчислюють в об'ємомер методом занурення в рідку структуру і вимірювання витісненої рідини (пікнометричний аналіз).

Розрахунок проводять за формулою:

де m - маса зразка в г;

V - величина обсягу см 3 .

Часто застосовується вимірювання щільності кг/м 3 .

Середня щільність матеріалу

Щоб визначити, як поводяться будівельні матеріали в реальних умовах експлуатації під впливом вологи, позитивних та негативних температур, механічних навантажень, потрібно використовувати середній показник густини. Він характеризує фізичний стан матеріалів.

Якщо справжня густина - постійна величина і залежить лише від хімічного складу та структури кристалічної решітки речовини, то середня густина визначається пористістю структури. Вона є відношенням маси матеріалу в однорідному стані до обсягу займаного простору в природних умовах.

Середня щільність дає уявлення інженеру про механічну міцність, ступінь вологопоглинання, коефіцієнт теплопровідності та інші важливі фактори, що використовуються в будівництві елементів.

Поняття насипної густини

Вводять для аналізу сипких будівельних матеріалів (піску, гравію, керамзиту та ін.). Показник важливий до розрахунку економічно вигідного застосування тих чи інших компонентів будівельної суміші. Він показує відношення маси речовини до об'єму, який займає у стані пухкої структури.

Наприклад, якщо відома матеріалу зернистої форми та середня щільність зерен, то легко визначити параметр порожнечі. При виготовленні бетону доцільніше застосовувати наповнювач (жвір, щебінь, пісок), що має меншу пористість сухої речовини, так як на його заповнення піде базовий цементний матеріал, що збільшить собівартість.

Показники густини деяких матеріалів

Якщо взяти розрахункові дані деяких таблиць, то вони:

• матеріалів, у складі яких присутні оксиди кальцію, кремнію та алюмінію, варіюється від 2400 до 3100 кг на м3.
• Деревних порід з основою з целюлози – 1550 кг на м 3 .
• Органіки (вуглець, кисень, водень) – 800-1400 кг на м 3 .
• Металів: сталь – 7850, алюміній – 2700, свинець – 11300 кг на м 3 .

За сучасних технологій будівництва будівель показник щільності матеріалу важливий з точки зору міцності несучих конструкцій. Всі теплоізоляційні та вологоізоляційні функції виконують матеріали низької щільності зі структурою закритих пір.