Ako nájsť vzorec priemernej hustoty. Ako sa meria hustota?

Hustota sa zvyčajne nazýva fyzikálna veličina, ktorá určuje pomer hmotnosti predmetu, látky alebo kvapaliny k objemu, ktorý zaberá v priestore. Povedzme si, čo je hustota, ako sa líši hustota telesa a látky a ako (pomocou akého vzorca) nájsť hustotu vo fyzike.

Druhy hustoty

Malo by sa objasniť, že hustotu možno rozdeliť do niekoľkých typov.

V závislosti od skúmaného objektu:

Hustota telesa - pre homogénne telesá - je priamym pomerom hmotnosti telesa k jeho objemu zaberanému v priestore.
Hustota látky je hustota telies pozostávajúcich z tejto látky. Hustota látok je konštantná. Existujú špeciálne tabuľky, ktoré označujú hustotu rôznych látok. Napríklad hustota hliníka je 2,7 x 103 kg / m3. Keď poznáme hustotu hliníka a hmotnosť telesa, ktoré je z neho vyrobené, môžeme vypočítať objem tohto telesa. Alebo, keď vieme, že telo pozostáva z hliníka a poznáme objem tohto tela, môžeme ľahko vypočítať jeho hmotnosť. Na to, ako tieto veličiny nájsť, sa pozrieme o niečo neskôr, keď odvodíme vzorec na výpočet hustoty.
Ak sa teleso skladá z niekoľkých látok, potom na určenie jeho hustoty je potrebné vypočítať hustotu jeho častí pre každú látku samostatne. Táto hustota sa nazýva priemerná hustota telesa.

V závislosti od pórovitosti látky, z ktorej sa telo skladá:

Skutočná hustota je hustota, ktorá sa vypočíta bez zohľadnenia dutín v tele.
Špecifická hmotnosť - alebo zdanlivá hustota - je taká, ktorá sa vypočíta s prihliadnutím na dutiny telesa pozostávajúceho z poréznej alebo drobivej látky.

Ako teda zistíte hustotu?

Vzorec na výpočet hustoty

Vzorec, ktorý vám pomôže nájsť hustotu telesa, je nasledujúci:

p = m / V, kde p je hustota látky, m je hmotnosť telesa, V je objem telesa v priestore.

Ak vypočítame hustotu konkrétneho plynu, vzorec bude vyzerať takto:

p = M / V m p - hustota plynu, M - molárna hmotnosť plynu, V m - molárny objem, ktorý je za normálnych podmienok 22,4 l/mol.

Príklad: hmotnosť látky je 15 kg, zaberá 5 litrov. Aká je hustota látky?

Riešenie: nahraďte hodnoty do vzorca

p = 15 / 5 = 3 (kg/l)

Odpoveď: hustota látky je 3 kg/l

Jednotky hustoty

Okrem toho, že viete, ako nájsť hustotu telesa a látky, musíte poznať aj jednotky merania hustoty.

Pre tuhé látky - kg/m 3, g/cm 3
Pre tekutiny - 1 g/l alebo 10 3 kg/m3
Pre plyny - 1 g/l alebo 10 3 kg/m3

Viac o jednotkách hustoty si môžete prečítať v našom článku.

Ako nájsť hustotu doma

Na zistenie hustoty telesa alebo látky doma budete potrebovať:

Váhy;
Centimeter, ak je telo pevné;
Nádoba, ak chcete merať hustotu kvapaliny.

Ak chcete zistiť hustotu tela doma, musíte zmerať jeho objem pomocou centimetra alebo nádoby a potom umiestniť telo na váhu. Ak meriate hustotu kvapaliny, nezabudnite pred výpočtami odpočítať hmotnosť nádoby, do ktorej ste kvapalinu naliali. Je oveľa ťažšie vypočítať hustotu plynov doma, odporúčame použiť hotové tabuľky, ktoré už uvádzajú hustoty rôznych plynov.

Všetky konštrukčné a prevádzkové vlastnosti stavebných materiálov možno rozdeliť do niekoľkých skupín. Poďme si ich vymenovať:

fyzikálne vlastnosti;
termofyzikálne;
hydrofyzikálne;
chemický;
mechanické.

Povedzme si najskôr, aké sú základné fyzikálne vlastnosti materiálov.

Jednou z najdôležitejších fyzikálnych vlastností je samozrejme hustota, ktorá môže byť pravdivá a priemerná.

Skutočná hustota je definovaná ako pomer hmotnosti úplne hustého materiálu (t. j. materiálu, v ktorom nie sú normálne prítomné dutiny v jeho normálnom, prirodzenom stave) k jeho objemu. Výpočet hustoty materiálu(hovoríme samozrejme o skutočnej hustote) prebieha podľa nasledujúceho vzorca:

Kde m je hmotnosť materiálu (meraná v gramoch), Va je jeho objem v absolútne hustom stave (meraný v cm3) a ρ je skutočná hustota (meraná v g/cm3).

Skutočná hodnota hustoty ukazuje, aká ťažká alebo ľahká je látka, ktorá je základom materiálu. Je potrebné poznamenať, že výpočet hustoty materiálu v tejto možnosti má iba pomocný charakter, na jej určenie používajú špeciálne zariadenie– merač hlasitosti (iný názov je Le Chatelier’s device). Ide v podstate o odmerný valec, do ktorého sa naleje voda alebo iná kvapalina, ktorá chemicky nereaguje s analyzovaným materiálom. Funguje to takto: počas výskumného procesu sa materiál veľmi jemne rozdrví, potom sa odváži a následne nasype do zariadenia, pričom sa získajú údaje o jeho objeme vďaka vytlačenej kvapaline. A potom sa pomocou vyššie uvedeného vzorca priamo vypočíta hustota materiálu.

Skutočná hustota stavebných materiálov sa môže výrazne líšiť: napríklad pre oceľ je to 7,85 g/cm3, pre žulu – 2,9 g/cm3, pre drevo – 1,6 g/cm3 (táto hodnota je priemerná a závisí od použitého materiálu) .

Druhý typ hustoty (priemerná hustota stavebných materiálov) predstavuje hmotnosť jednotky objemu materiálu v jeho prirodzenej forme (t. j. spolu s dutinami - pórmi a trhlinami).

Ako sa určuje priemerná hustota? Vzorec na jeho určenie je:

kde ρm je priemerná hustota, m je hmotnosť materiálu, Ve je objem materiálu v jeho prirodzenej forme.

Objem materiálu sa určuje rôznymi spôsobmi - závisí od tvaru vzorky alebo výrobku. Samotná hodnota priemernej hustoty kolíše opäť v pomerne významnom rozmedzí: od 10-20 kg/m3 (expandovaný polystyrén) do 2500 g/cm3 (ťažký betón). V zásade existujú materiály s vyššou priemernou hustotou.

Priemerná hustota stavebných materiálov závisí od nasledujúcich faktorov:

na pórovitosti materiálu: ak je pórovitosť nulová, potom sa priemerná hustota bude rovnať skutočnej hustote a ak sa pórovitosť zvýši, priemerná hustota sa zníži (inverzný vzťah);
na vlhkosti materiálu: čím vyššia je priemerná hustota, tým viac vody je v stavebnom materiáli (na základe toho dochádza k výpočtu hustoty materiálu, keď je úplne suchý).

Mnohé fyzikálne vlastnosti stavebných materiálov (napríklad pevnosť, tepelnú vodivosť, nasiakavosť) možno presne určiť na základe hodnoty ich priemernej hustoty.

Opisovanie základné fyzikálne vlastnosti materiálov, nemožno nespomenúť pórovitosť, ktorá ukazuje, do akej miery je objem materiálu vyplnený dutinami vo forme pórov a prasklín. Vypočítajte pórovitosť stavebných materiálov možno vykonať pomocou nasledujúceho vzorca:

kde P je pórovitosť (%), Vpore je objem pórov v skúmanom materiáli, Ve je objem vzorky materiálu v jeho prirodzenej forme.

Pórovitosť stavebných materiálov sa počíta aj pomocou iných vzorcov.

Pórovitosť materiálov používaných v stavebníctve sa líši v pomerne širokom rozmedzí. Takže napríklad pre sklo, polyméry a kov je to 0%, pre žulu je to 0,2-0,8% a pre tepelne izolačné omietky môže pórovitosť dosiahnuť 75%.

Existuje otvorená a uzavretá pórovitosť stavebných materiálov. Líšia sa od seba tým, že v prvom prípade sú póry otvorené a komunikujú s okolím a v druhom sú uzavreté. Rovnaký materiál spravidla obsahuje dva typy pórov – uzavreté a otvorené. Pórovitosť má na niektoré významný vplyv úžitkové vlastnosti stavebných materiálov: napríklad v materiáloch pohlcujúcich zvuk, aby sa zlepšila absorpcia zvuku, sú špeciálne vyrobené otvorené póry a povrch je perforovaný.

Základné fyzikálne vlastnosti materiálov nie sú obmedzené na hustotu a pórovitosť - Existuje aj pojem ako „prázdnota“, ktorý sa používa, keď sa hovorí o produktoch špeciálne vytvorených s dutinami vo vnútri (takéto dutiny existujú v keramických tehlách). Pokiaľ ide o definíciu, hodnota pórovitosti charakterizuje mieru, do akej je objem príslušného produktu vyplnený dutinami.

Štúdium hustoty látok začína na stredoškolskom kurze fyziky. Tento koncept sa považuje za základný pri ďalšej prezentácii základov teórie molekulovej kinetiky v kurzoch fyziky a chémie. Za účel skúmania štruktúry hmoty a výskumných metód možno predpokladať formovanie vedeckých predstáv o svete.

Fyzika dáva prvotné predstavy o jednotnom obraze sveta. 7. ročník študuje hustotu hmoty na základe najjednoduchších predstáv o metódach výskumu, praktickej aplikácii fyzikálnych pojmov a vzorcov.

Fyzikálne metódy výskumu

Ako je známe, medzi metódami štúdia prírodných javov sa rozlišuje pozorovanie a experiment. Učia, ako pozorovať prírodné javy na základnej škole: robia jednoduché merania a často vedú „Kalendár prírody“. Tieto formy učenia môžu dieťa viesť k potrebe študovať svet, porovnávať pozorované javy a identifikovať vzťahy príčin a následkov.

Až plne prevedený experiment však dá mladému bádateľovi nástroje na odhaľovanie tajomstiev prírody. Rozvoj experimentálnych a výskumných zručností sa uskutočňuje na praktických hodinách a počas laboratórnych prác.

Vykonávanie experimentu na kurze fyziky začína definíciami takých fyzikálnych veličín, ako je dĺžka, plocha, objem. V tomto prípade sa vytvorí spojenie medzi matematickými (pre dieťa dosť abstraktnými) a fyzikálnymi znalosťami. Apelovanie na skúsenosti dieťaťa a zvažovanie faktov, ktoré sú mu z vedeckého hľadiska známe už dlho, prispieva k vytvoreniu potrebnej kompetencie v ňom. Cieľom učenia je v tomto prípade túžba samostatne porozumieť novým veciam.

Štúdia hustoty

V súlade s problémovou vyučovacou metódou si na začiatku hodiny môžete položiť známu hádanku: „Čo je ťažšie: kilogram páperia alebo kilogram liatiny? Samozrejme, 11-12 ročné deti môžu ľahko odpovedať na otázku, ktorú poznajú. Ale obrátenie sa k podstate problému, schopnosti odhaliť jeho zvláštnosť, vedie ku konceptu hustoty.

Hustota látky je hmotnosť na jednotku objemu. Tabuľka, zvyčajne uvedená v učebniciach alebo referenčných publikáciách, vám umožňuje vyhodnotiť rozdiely medzi látkami, ako aj súhrnné stavy látky. Naznačenie rozdielu vo fyzikálnych vlastnostiach tuhých látok, kvapalín a plynov, o ktorom sme už hovorili, vysvetlenie tohto rozdielu nielen v štruktúre a relatívnom usporiadaní častíc, ale aj v matematickom vyjadrení charakteristík hmoty, zahŕňa štúdiu fyziky na inú úroveň.

Tabuľka hustoty látok vám umožňuje upevniť vedomosti o fyzikálnom význame študovaného pojmu. Dieťa, ktoré odpovedá na otázku: „Čo znamená hustota určitej látky?“, chápe, že ide o hmotnosť 1 cm 3 (alebo 1 m 3) látky.

Otázku jednotiek hustoty možno nastoliť už v tejto fáze. Je potrebné zvážiť spôsoby prevodu jednotiek merania v rôznych referenčných systémoch. To umožňuje zbaviť sa statického myslenia a prijať iné systémy výpočtu v iných záležitostiach.

Stanovenie hustoty

Prirodzene, štúdium fyziky nemôže byť úplné bez riešenia problémov. V tejto fáze sa zavádzajú kalkulačné vzorce. vo fyzike 7. ročníka je to pravdepodobne prvý fyzikálny vzťah veličín pre deti. Osobitná pozornosť sa jej venuje nielen kvôli štúdiu pojmov hustoty, ale aj kvôli faktu vyučovacích metód na riešenie problémov.

V tomto štádiu je stanovený algoritmus na riešenie fyzikálneho výpočtového problému, ideológia na aplikáciu základných vzorcov, definícií a zákonov. Učiteľ sa snaží naučiť analýzu problému, metódu hľadania neznámeho a zvláštnosti používania jednotiek merania pomocou takého vzťahu, ako je vzorec hustoty vo fyzike.

Príklad riešenia problému

Príklad 1

Určte, z akej látky je vyrobená kocka s hmotnosťou 540 g a objemom 0,2 dm 3 .

ρ -? m = 540 g, V = 0,2 dm 3 = 200 cm 3

Analýza

Na základe otázky problému sme pochopili, že tabuľka hustôt pevných látok nám pomôže určiť materiál, z ktorého je kocka vyrobená.

Preto určujeme hustotu látky. V tabuľkách je táto hodnota uvedená v g/cm3, teda objem z dm3 sa prepočítava na cm3.

Riešenie

Podľa definície: ρ = m: V.

Máme dané: objem, hmotnosť. Hustotu látky možno vypočítať:

ρ = 540 g: 200 cm 3 = 2,7 g/cm 3, čo zodpovedá hliníku.

Odpoveď: Kocka je vyrobená z hliníka.

Stanovenie iných veličín

Použitie vzorca na výpočet hustoty umožňuje určiť ďalšie fyzikálne veličiny. Hmotnosť, objem, lineárne rozmery telies spojených s objemom sa ľahko vypočítajú v úlohách. V úlohách sa využíva znalosť matematických vzorcov na určenie plochy a objemu geometrických útvarov, čo pomáha vysvetliť potrebu štúdia matematiky.

Príklad 2

Určte hrúbku medenej vrstvy, ktorou je potiahnutá časť s povrchom 500 cm2, ak je známe, že na potiahnutie bolo použitých 5 g medi.

h - ? S = 500 cm2, m = 5 g, ρ = 8,92 g/cm3.

Analýza

Tabuľka hustoty látky vám umožňuje určiť hustotu medi.

Použime vzorec na výpočet hustoty. Tento vzorec obsahuje objem látky, z ktorého možno určiť lineárne rozmery.

Riešenie

Podľa definície: ρ = m: V, ale tento vzorec neobsahuje požadovanú hodnotu, takže používame:

Dosadením do hlavného vzorca dostaneme: ρ = m: Sh, z čoho:

Vypočítajme: h = 5 g: (500 cm 2 x 8,92 g/cm 3) = 0,0011 cm = 11 mikrónov.

Odpoveď: hrúbka medenej vrstvy je 11 mikrónov.

Experimentálne stanovenie hustoty

Experimentálna povaha fyzikálnych vied sa demonštruje prostredníctvom laboratórnych experimentov. V tejto fáze sa získavajú zručnosti na vykonávanie experimentu a vysvetľovanie jeho výsledkov.

Praktická úloha na určenie hustoty látky zahŕňa:

Stanovenie hustoty kvapaliny. V tomto štádiu môžu deti, ktoré predtým používali odmerný valec, ľahko určiť hustotu kvapaliny pomocou vzorca.
Stanovenie hustoty pevného telesa pravidelného tvaru. O tejto úlohe tiež niet pochýb, pretože podobné výpočtové problémy už boli zvážené a boli získané skúsenosti s meraním objemov pomocou lineárnych rozmerov telies.
Stanovenie hustoty tuhej látky nepravidelného tvaru. Pri vykonávaní tejto úlohy používame metódu stanovenia objemu nepravidelne tvarovaného telesa pomocou kadičky. Je potrebné ešte raz pripomenúť vlastnosti tejto metódy: schopnosť pevného telesa vytlačiť kvapalinu, ktorej objem sa rovná objemu telesa. Problém sa potom rieši štandardným spôsobom.

Pokročilé úlohy

Úlohu môžete skomplikovať tak, že požiadate deti, aby identifikovali látku, z ktorej je telo vyrobené. Tabuľka hustoty látok použitá v tomto prípade nám umožňuje upozorniť na potrebu schopnosti pracovať s referenčnými informáciami.

Pri riešení experimentálnych úloh sa od študentov vyžaduje potrebné množstvo vedomostí z oblasti použitia a prevodu merných jednotiek. To je často príčinou najväčšieho počtu chýb a vynechaní. Možno by sa tejto fáze štúdia fyziky malo venovať viac času, umožňuje vám porovnávať poznatky a výskumné skúsenosti.

Objemová hustota

Štúdium čistej hmoty je, samozrejme, zaujímavé, ale ako často sa čisté látky nachádzajú? V každodennom živote sa stretávame so zmesami a zliatinami. Čo robiť v tomto prípade? Koncept objemovej hmotnosti zabráni študentom urobiť bežnú chybu pri používaní priemerných hustôt látok.

Je mimoriadne potrebné objasniť túto otázku, aby sa v počiatočných fázach oplatilo vidieť a cítiť rozdiel medzi hustotou látky a objemovou hmotnosťou. Pochopenie tohto rozdielu je nevyhnutné pri ďalšom štúdiu fyziky.

Tento rozdiel je mimoriadne zaujímavý v prípade Umožniť dieťaťu študovať objemovú hmotnosť v závislosti od zhutnenia materiálu a veľkosti jednotlivých častíc (štrku, piesku a pod.) počas počiatočných výskumných aktivít.

Relatívna hustota látok

Porovnanie vlastností rôznych látok je celkom zaujímavé na základe relatívnej hustoty látky - jednej z takýchto veličín.

Typicky sa relatívna hustota látky určuje vo vzťahu k destilovanej vode. Ako pomer hustoty danej látky k hustote štandardu sa táto hodnota určí pomocou pyknometra. Ale tieto informácie sa nepoužívajú v školskom vedeckom kurze, sú zaujímavé pri hĺbkovom štúdiu (najčastejšie voliteľnom).

Úroveň olympiády v štúdiu fyziky a chémie sa môže dotýkať aj konceptu „relatívnej hustoty látky vzhľadom na vodík“. Zvyčajne sa aplikuje na plyny. Na určenie relatívnej hustoty plynu nie je vylúčený pomer molárnej hmotnosti skúmaného plynu k použitiu.

Pokyny

Keď poznáte dve vyššie uvedené hodnoty, môžete napísať vzorec na výpočet hustoty látok: hustota = hmotnosť / objem, teda požadovaná hodnota. Príklad. Je známe, že ľadová kryha s objemom 2 kubické metre váži 1800 kg. Nájdite hustotu ľadu. Riešenie: Hustota je 1800 kg/2 metre kubické, výsledkom čoho je 900 kg delené kubickými metrami. Niekedy musíte jednotky hustoty navzájom previesť. Aby ste sa nemýlili, mali by ste si zapamätať: 1 g/cm3 kocky sa rovná 1 000 kg/m3 kocky. Príklad: 5,6 g/cm3 kubický sa rovná 5,6*1000 = 5600 kg/m3 kubický.

Voda, ako každá kvapalina, sa nedá vždy vážiť na váhe. Ale zistite omša môže byť potrebné v niektorých odvetviach aj v bežných každodenných situáciách, od výpočtu nádrží až po rozhodovanie o tom, aká veľká rezerva voda môžete si ho vziať so sebou v kajaku alebo gumovom člne. Aby bolo možné vypočítať omša voda alebo akejkoľvek kvapaliny umiestnenej v určitom objeme, najprv musíte poznať jej hustotu.

Budete potrebovať

Meracie náčinie
Pravítko, zvinovací meter alebo akékoľvek iné meracie zariadenie
Nádoba na nalievanie vody

Pokyny

Ak potrebujete vypočítať omša voda v malej nádobe sa to dá urobiť pomocou bežných váh. Najprv zvážte nádobu spolu s. Potom nalejte vodu do inej nádoby. Potom prázdnu nádobu odvážte. Odčítajte z plnej nádoby omša prázdny. Toto bude obsiahnuté v nádobe voda. Takto môžete omša nielen tekuté, ale aj voľne ložené, ak je možné ich preliať do inej nádoby. Túto metódu možno niekedy ešte pozorovať v niektorých predajniach, kde nie je vybavenie. Predajca najprv odváži prázdnu nádobu alebo fľašu, potom ju naplní kyslou smotanou, znova ju odváži, určí hmotnosť kyslej smotany a až potom vypočíta jej cenu.

Aby bolo možné určiť omša voda v nádobe, ktorá sa nedá odvážiť, potrebujete poznať dva parametre - voda(alebo akejkoľvek inej kvapaliny) a objem nádoby. Hustota voda je 1 g/ml. Hustotu inej kvapaliny možno nájsť v špeciálnej tabuľke, ktorá sa zvyčajne nachádza v referenčných knihách.

Ak nie je k dispozícii odmerka, do ktorej môžete vodu naliať, vypočítajte objem nádoby, v ktorej sa nachádza. Objem sa vždy rovná súčinu plochy základne a výšky a s nádobami konštantného tvaru zvyčajne nie sú žiadne problémy. Objem voda v nádobe sa bude rovnať ploche okrúhlej základne vo výške naplnenej vodou. Vynásobením hustoty? na objem voda V, dostanete omša voda m: m=?*V.

Video k téme

Vezmite prosím na vedomie

Hmotnosť môžete určiť tak, že poznáte množstvo vody a jej molárnu hmotnosť. Molárna hmotnosť vody je 18, pretože pozostáva z molárnych hmotností 2 atómov vodíka a 1 atómu kyslíka. MH20 = 2MH+MO=2 1+16=18 (g/mol). m=n*M, kde m je hmotnosť vody, n je množstvo, M je molárna hmotnosť.

Všetky látky majú určitú hustotu. V závislosti od obsadeného objemu a danej hmotnosti sa vypočíta hustota. Zisťuje sa na základe experimentálnych údajov a numerických transformácií. Okrem toho hustota závisí od mnohých rôznych faktorov, v dôsledku ktorých sa mení jej konštantná hodnota.

Pokyny

Predstavte si, že dostanete nádobu naplnenú až po okraj vodou. Problém vyžaduje zistenie hustoty vody bez toho, aby sme poznali jej hmotnosť alebo objem. Aby bolo možné vypočítať hustotu, oba parametre musia byť nájdené experimentálne. Začnite určením hmotnosti.
Vezmite nádobu a položte ju na váhu. Potom z nej vylejte vodu a nádobu znova položte na rovnakú váhu. Porovnajte výsledky merania a získajte vzorec na zistenie hmotnosti vody:
mob.- mс.=mв., kde mob. - hmotnosť nádoby s vodou (celková hmotnosť), mс - hmotnosť nádoby bez vody.
Druhá vec, ktorú musíte nájsť, je voda. Nalejte vodu do odmernej nádoby a potom pomocou stupnice na nej zistite objem vody obsiahnutej v nádobe. Až potom použite vzorec na zistenie hustoty vody:
p = m/V
Tento experiment môže len približne určiť hustotu vody. Pod vplyvom určitých faktorov však môže. Oboznámte sa s najdôležitejšími z týchto faktorov.

Pri teplote vody t=4 °C má voda hustotu ρ=1000 kg/m^3 alebo 1 g/cm^3. Keď sa to zmení, zmení sa aj hustota. Okrem toho faktory ovplyvňujúce hustotu

Obrázok 1. Tabuľka hustôt niektorých látok. Author24 - online výmena študentských prác

Všetky telá na svete okolo nás majú rôzne veľkosti a objemy. Ale aj pri rovnakých objemových údajoch sa hmotnosť látok bude výrazne líšiť. Vo fyzike sa tento jav nazýva hustota hmoty.

Hustota je základný fyzikálny koncept, ktorý dáva predstavu o vlastnostiach akejkoľvek známej látky.

Definícia 1

Hustota látky je fyzikálna veličina, ktorá vyjadruje hmotnosť určitej látky na jednotku objemu.

Jednotky objemu z hľadiska hustoty látky sú zvyčajne meter kubický alebo centimeter kubický. Stanovenie hustoty látky sa vykonáva pomocou špeciálnych zariadení a nástrojov.

Na určenie hustoty látky je potrebné rozdeliť hmotnosť jej tela jej vlastným objemom. Pri výpočte hustoty látky sa používajú tieto hodnoty:

telesná hmotnosť ($m$); telesný objem ($V$); hustota tela ($ρ$)

Poznámka 1

$ρ$ je písmeno gréckej abecedy "rho" a nemalo by sa zamieňať s podobným označením pre tlak - $p$ ("peh").

Vzorec hustoty látky

Hustota látky sa vypočíta pomocou systému merania SI. V ňom sú jednotky hustoty vyjadrené v kilogramoch na meter kubický alebo v gramoch na centimeter kubický. Môžete tiež použiť akýkoľvek merací systém.

Látka má rôzne stupne hustoty, ak je v rôznych stavoch agregácie. Inými slovami, hustota látky v pevnom stave bude iná ako hustota tej istej látky v kvapalnom alebo plynnom stave. Napríklad voda má hustotu v normálnom kvapalnom stave 1000 kilogramov na meter kubický. V zamrznutom stave bude mať voda (ľad) už hustotu 900 kilogramov na meter kubický. Vodná para pri normálnom atmosférickom tlaku a teplote blízkej nule stupňov bude mať hustotu 590 kilogramov na meter kubický.

Štandardný vzorec pre hustotu látky je nasledujúci:

Okrem štandardného vzorca, ktorý sa používa iba pre tuhé látky, existuje vzorec pre plyn za normálnych podmienok:

$ρ = M / Vm$, kde:

$M$ je molárna hmotnosť plynu,
$Vm$ je molárny objem plynu.

Existujú dva typy pevných látok:

porézny;
hromadne.

Poznámka 2

Ich fyzikálne vlastnosti priamo ovplyvňujú hustotu látky.

Hustota homogénnych telies

Definícia 2

Hustota homogénnych telies je pomer hmotnosti telesa k jeho objemu.

Pojem hustota látky zahŕňa definíciu hustoty homogénneho a rovnomerne rozloženého telesa s heterogénnou štruktúrou, ktoré pozostáva z tejto látky. Ide o konštantnú hodnotu a pre lepšie pochopenie informácií sú vytvorené špeciálne tabuľky, kde sa zhromažďujú všetky bežné látky. Hodnoty pre každú látku sú rozdelené do troch zložiek:

hustota telesa v pevnom stave;
hustota telesa v kvapalnom stave;
hustota telesa v plynnom stave.

Voda je pomerne homogénna látka. Niektoré látky nie sú také homogénne, preto sa u nich určuje priemerná hustota telesa. Na odvodenie tejto hodnoty je potrebné poznať výsledok ρ látky pre každú zložku zvlášť. Voľné a pórovité telesá majú skutočnú hustotu. Určuje sa bez zohľadnenia dutín v jeho štruktúre. Špecifickú hmotnosť možno vypočítať vydelením hmotnosti látky celým objemom, ktorý zaberá.

Podobné hodnoty sú navzájom spojené koeficientom pórovitosti. Predstavuje pomer objemu dutín k celkovému objemu tela, ktoré sa práve vyšetruje.

Hustota látok závisí od mnohých ďalších faktorov. Mnohé z nich túto hodnotu pre niektoré látky súčasne zvyšujú a pre iné znižujú. Pri nízkych teplotách sa hustota látky zvyšuje. Niektoré látky sú schopné reagovať na zmeny teploty rôznymi spôsobmi. V tomto prípade je zvykom hovoriť, že hustota sa pri určitom teplotnom rozsahu správa anomálne. Takéto látky často zahŕňajú bronz, vodu, liatinu a niektoré ďalšie zliatiny. Hustota vody je najväčšia pri 4 stupňoch Celzia. Pri ďalšom zahrievaní alebo chladení sa tento ukazovateľ môže tiež výrazne zmeniť.

Metamorfózy s hustotou vody sa vyskytujú pri prechode z jedného stavu agregácie do druhého. Indikátor ρ v týchto prípadoch mení svoje hodnoty náhle. Postupne sa zvyšuje pri prechode do kvapaliny z plynného skupenstva, ako aj v okamihu kryštalizácie kvapaliny.

Výnimočných prípadov je veľa. Napríklad kremík má pri stuhnutí nízke hodnoty hustoty.

Meranie hustoty hmoty

Na efektívne meranie hustoty látky sa zvyčajne používa špeciálne zariadenie. Pozostáva z:

váhy;
merací prístroj vo forme pravítka;
odmerná banka.

Ak je skúmaná látka v pevnom stave, potom sa ako meracie zariadenie použije miera vo forme centimetra. Ak je skúmaná látka v kvapalnom stave agregátu, potom sa na merania použije odmerná banka.

Najprv musíte zmerať objem tela pomocou centimetra alebo odmernej banky. Výskumník pozoruje stupnicu merania a zaznamenáva výsledný výsledok. Ak sa skúma drevený trám v tvare kocky, potom sa hustota bude rovnať hodnote strany zvýšenej na tretiu mocninu. Pri štúdiu kvapaliny je potrebné dodatočne vziať do úvahy hmotnosť nádoby, s ktorou sa merania vykonávajú. Získané hodnoty sa musia nahradiť univerzálnym vzorcom pre hustotu látky a vypočítaný ukazovateľ.

Pre plyny je výpočet indikátora veľmi ťažký, pretože je potrebné použiť rôzne meracie prístroje.

Na výpočet hustoty látok sa zvyčajne používa hustomer. Je určený na získanie výsledkov z tekutín. Skutočná hustota sa študuje pomocou pyknometra. Pôdy sa skúmajú pomocou vrtákov Kaczynski a Seidelman.