Sisältö
- Tiheys määritelty
- Esimerkkejä keskimääräisestä tiheydestä
- Keskimääräisen tiheyden kaava: Aineiden seos
Tiheys fysiikassa on jotain määrää, joka on olemassa tietyssä fyysisessä tilassa (tilavuus). Suurimman osan ajasta "tiheys" tarkoittaa tavanomaisesti "massatiheyttä", mutta käsitteenä se yksinkertaisesti kuvaa, kuinka täynnä jotain on.
Esimerkiksi Hongkongin asukastiheys on erittäin korkea, kun taas Siperian väestötiheys on erittäin alhainen. Mutta molemmissa tapauksissa "ihmiset" on analyysin aihe.
Aineille, jotka koostuvat yhdestä ainesosasta jossain määrin (esimerkiksi gramma puhdasta kultaa tai hopeaa) tai homogeenisesta alkuaineiden sekoituksesta (kuten litra tislattua vettä, joka sisältää vetyä ja happea tunnetussa, kiinteässä suhteessa), voidaan olettaa, että näytteessä ei ole merkityksellisiä tiheysvaihteluita.
Tämä tarkoittaa, että jos edessäsi olevan 60 kg: n homogeenisen esineen tiheys on 12 kg / L, millä tahansa valitulla pienellä esineen osalla tulisi olla tämä arvo sen tiheydelle.
Tiheys määritelty
Tiheydelle annetaan kreikan kirjain rho (ρ) ja se on yksinkertaisesti massa m jaettuna tilavuudella V. SI-yksiköt ovat kg / m3, mutta g / ml tai g / cc (1 ml = 1 cc) ovat yleisempiä yksiköitä laboratorioasetuksissa. Nämä yksiköt valittiin itse asiassa määrittelemään veden tiheydeksi 1,0 huoneenlämpötilassa.
Esimerkkejä keskimääräisestä tiheydestä
Läsnä olevan aineen tai aineiden tyypistä riippuen on olemassa useita tapoja lähestyä tiheysseosongelmaa.
Yksinkertaisin on, kun sinulle annetaan joukko N-objektia ja sinua pyydetään määrittämään sarjan objektien keskimääräinen tiheys. Tällainen esimerkki ilmenee tilanteissa, joissa sarjan elementit ovat samaa "perustyyppiä" (esim. Ihmiset Englannissa, puut tietyssä metsässä Montanassa, kirjoja Tennesseyn kaupunginkirjastossa), mutta voivat hyvin kyseisessä ominaisuudessa (esim. paino, ikä, sivujen lukumäärä).
Esimerkki: Sinulle annetaan kolme lohkoa tuntemattomasta koostumuksesta, joilla on seuraavat massat ja tilavuudet:
a) Laske joukon kivien tiheydet keskimäärin.
Tämä tehdään selvittämällä kunkin kallion yksilölliset tiheydet, laskemalla ne yhteen ja jakamalla sarjan kivien kokonaismäärällä:
÷ 3 = (3,000 + 1,800 + 3,700) ÷ 3
= 2,833 g / l.
b) Laske kivikokoelman keskimääräinen tiheys kokonaisuutena.
Tässä tapauksessa jaat vain kokonaismassan kokonaistilavuudella:
(2,250 + 900 + 1,850) ÷ (0.75 +0.50 + 0.50) = 5,000 ÷ 1.75
= 2,857 g / cm3.
Luvut eroavat, koska kivet eivät vaikuta yhtäläisesti näihin laskelmiin.
Keskimääräisen tiheyden kaava: Aineiden seos
Esimerkki: Sinulle on annettu 5-litrainen (5000 cm3 tai ml) palat materiaalia toiselta planeetalta ja kerrot, että se koostuu kolmesta sulatetusta kappaleesta seuraavia elementtejä luetelluissa tilavuussuhteissa:
Mikä on kimpaleen tiheys kokonaisuutena?
Tässä muutetaan ensin prosenttimäärät desimaaliksi ja kerrotaan nämä yksittäisillä tiheyksillä saadaksesi seoksen keskimääräinen tiheys:
(0.15)(15) + (0.60)(1.0) + (0.25)(0.50) = 2,975 g / cm3