Dichte

Wir erklären, was die Dichte, ihre Formel, wie man sie berechnet, welche Typen, die existieren, und mehrere Beispiele geben

Zwischen zwei Objekten gleicher Lautstärke ist die mit der größten Dichte eine, die die größte Masse hat

Was ist Dichte??

Der Dichte der Masse einer Substanz ist der Quotient zwischen der Masse der Probe und dem Volumen, das sie einnimmt, und ist seine Maßeinheit kg/m³ Im internationalen Einheitensystem. Der griechische Buchstabe ρ (Rho) wird oft verwendet, um ihn zu bezeichnen.

Wasserdichte, die universelle Flüssigkeit ist, beträgt 1000 kg/m³ o 1 g/cm³ Bei 25 ° C, da die Dichte Veränderungen mit Temperatur und Druck erfährt.

Oft gibt es Objekte mit den gleichen Abmessungen, und einige sind leichter und schwerere. Dies ist auf Dichteunterschiede zurückzuführen. Das leichtere Objekt hat weniger Dichte als das schwerste.

Die Dichte ist eine intensive Eigenschaft der Materie, die nicht von der Masse der untersuchten Probe abhängt. Dies ermöglicht die Unterscheidung einer Substanz von einem anderen.

Die Materialien haben eine breite Palette von Dichten, die Minderjährigen sind die von Gasen, also die Einheit kg/m³ Es ist sehr groß und Gramm/Liter oder G/L wird bevorzugt. Andere häufig verwendete Einheiten sind Gramm/Milliliter- oder Gramm/Kubikzentimeter.

Das Konzept der Dichte ist besonders nützlich, wenn sie mit kontinuierlichen Mitteln wie Flüssigkeiten arbeiten, ob Gase oder Flüssigkeiten.

Dichteformel

Nach der angegebenen Definition hat die Dichte eine mathematische Formel, die von:

Wo die Dichte ρ ist, ist m die Masse und das V -Volumen.

Wie wird die Dichte gemessen??

Die Dichte eines Objekts kann berechnet werden, wenn seine Masse und sein Volumen zuvor gemessen werden. Letzteres ist nicht immer einfach, da die Probe unregelmäßig sein kann, es gibt jedoch verschiedene Methoden.

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Geometrische Methode

Wenn die Probe eine regelmäßige geometrische Form hat, gibt es Formeln, die das Berechnen des Volumens basierend auf ihren Abmessungen ermöglichen. Was den Teig betrifft, kann dies mit Hilfe eines Gleichgewichts erhalten werden.

Etablierungsmethode: Volumenverschiebung

Messung des Volumens eines Schlüssels durch das vertriebene Volumen

Wenn das Objekt nicht regelmäßig ist, kann sein Volumen durch Messen des verdrängten Volumens bestimmt werden.

Zu diesem Zweck wird ein abgestufter Behälter verwendet und mit einem genauen Volumen Wasser v gefüllt₁, Dann ist das Objekt vollständig eingetaucht und das neue Volumen V wird gemessen₂. Das Volumen des Objekts entspricht der Differenz V₂ - V₁.

Um diese Methode zu verwenden, sollte die Probensubstanz nicht im Wasser gelöst werden, und Sie müssen einen abgestuften Behälter mit der richtigen Größe haben.

Dichte durch das Archimedes -Prinzip

Das Archimedes -Prinzip kann verwendet werden, um die Dichte einer soliden Probe herauszufinden. Das Prinzip besagt, dass ein teilweise oder völlig untergetauchter Körper eine aufsteigende Kraft nennt.

Um die Dichte eines Objekts durch das Archimedes -Prinzip zu bestimmen, werden diese Schritte befolgt:

• Schritt 1

Bestimmen Sie die Masse m_C des Objekts durch ein Gleichgewicht.

• Schritt 2

Füllen Sie einen Behälter mit einer Flüssigkeit, deren Dichte bekannt ist, die normalerweise destilliertes Wasser ist. Dieser Wert heißt m₁.

• Schritt 3

Tauchen Sie das feste Objekt im Behälter vollständig mit Wasser ein und achten Sie darauf, dass ich die Wände nicht berühre. Es wird beobachtet, dass die Flüssigkeit einen Schub ausübt UND Auf dem festen Up, und dies wiederum durch Newtons drittes Gesetz ausübt eine Reaktion gleicher Größe auf das Wasser, jedoch in die entgegengesetzte Richtung.

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Um den Satz zu wiegen, den erhaltenen Wert, genannt M₂, Es wird die des Behälters voll sein mit Wasser mehr als diese Reaktion.

• Schritt 4

Aus der Gleichung für die Dichte kann das Volumen V des Körpers ausgedrückt werden, was dem Volumen der vertriebenen Flüssigkeit entspricht:

Wo m_C und ρ_C Die Masse und Dichte des Körpers sind jeweils m, während m_F und ρ_C Sie sind die Masse und Dichte der vertriebenen Flüssigkeit. Aus diesem Ausdruck wird die Dichte des Körpers ρ gelöscht_C:

Die Masse der Flüssigkeit verteilt m_F Es ist einfach:

M_F = m₂ −m₁

Deshalb:

Arten der Dichte

Absolute Dichte  

Es ist die Dichte wie zuvor definiert: der Quotient zwischen der Masse und dem Volumen der Probe.

Relative Dichte

Auch genannt Spezifische Schwerkraft, Es ist die Dichte einer Substanz in Bezug auf einen anderen, der als Referenz genommen wird. Für Feststoffe und Flüssigkeiten ist diese Referenzsubstanz Wasser bei 4 ° C und 1 atm Druck und bei Gasen trockene Luft. Es wird berechnet durch:

Relative Dichte = Dichte des Wassers/der Wasserdichte von Wasser

Sowohl die Dichte des Materials als auch das Wasser müssen unter identischen Druck- und Temperaturbedingungen gemessen werden und sich in denselben Einheiten ausdrücken.

Das folgende Bild zeigt die relativen Dichten von Stahl und Holz.

Da die Dichte von Stahl 7800 kg/m beträgt³ Und das Wasser ist 1000 kg/m³, Die relative Dichte von Stahl, die als SG bezeichnet wird, lautet:

SG = 7800 /1000 = 7.8

Die relative Dichte des Holzes ist für seinen Teil:

SG = 500 /1000 = 0.5

Objekte, deren relative Dichte weniger als 1 im Wasser schwimmt, während diejenigen, deren relative Dichte größer als 1 sinkt.

Scheinbare Dichte

Es wird durch den Quotienten zwischen der Masse der Probe und ihrem Volumen berechnet, einschließlich Poren und Lufträumen:

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Scheinbare Dichte = Masse / Volumen = (Masse _Partikel + Masse _Luft )/ (Volumen _Partikel+ Volumen _Luft)

Dichte Beispiele

• Das leichteste Metall von allen ist Lithium mit 530 kg/m Dichte³
• Die Blutdichte beträgt 1060 kg/m³
• Das Osmium ist das bekannteste Metall mit einer Dichte von 22570 kg/m³
• Quarks Plasma hat eine Dichte von 1 × 10¹⁹ kg/m³

Gelöste Übungen

Übung 1

Berechnen Sie die Dichte des Korken.5 cm Seite, hat eine Masse von 1 g.

• Lösung

Das Volumen eines Würfels ist:

V = ℓ³ = (1.5 cm)³ = 3.375 cm³

Die Aussage zeigt an, dass die Masse m des Würfels M = 1 g beträgt, wodurch die Werte in der Dichtegleichung ersetzt werden:

ρ = m / v = 1g / 3.375 cm³ = 0.296 g/cm³

Übung 2

Was ist die Masse einer Kugel aus 15 cm Radiosmium?

• Lösung

Ausgehend von der Dichtegleichung:

Der Teig wird gelöscht als:

M = ρ ∙ v

Es ist notwendig, das Volumen der Kugel zu berechnen, das durch die Formel angegeben ist:

R des Radius der Kugel sein. Da die Dichte des Osmiums 22570 kg/m beträgt³, Es ist zweckmäßig, die 15 cm in Metern auszudrücken:

R = 15 cm = 15 × 10^–2 M

V = (4/3) π × (15 × 10)^–2 M)³ = 0.01414 m³

Dieser Wert wird in der Freigabe des Teigs ersetzt:

M = ρ ∙ v = 22570 kg/m³ × 0.01414 m³ = 319.1 kg

Verweise

1. Chang, R. 2013. Chemie. 11va. Auflage. McGraw Hill Education.
2. Giancoli, d.  2006. Physik: Prinzipien mit Anwendungen. 6. Ed Prentice Hall.
3. Shipman, j. 2009. Eine Einführung in die Physik. Zwölfte Ausgabe. Brooks/Cole, Cengage Editions.
4. Tippens, p. 2011. Physik: Konzepte und Anwendungen. 7. Ausgabe. McGraw Hill.
5. Universität Antioquia. Festigkeitsdichte. Erholt von: Unterricht.Du.Edu.CO.