Sisältö
Kyky muuntaa massa-, tiheys- ja tilavuusyksiköiden välillä on yksi perustaidoista, joita tarvitaan fysiikan ja kemian perusongelmien ratkaisemiseksi. Sellaisten yksiköiden SI-järjestelmässä, jota käytetään oletuksena maailmanlaajuisesti tällaisten ongelmien ratkaisemiseen, massalla on kilogrammoyksikköä (kg) ja siitä johdannaisia, kun taas tilavuudessa on yksikköä kuutiometriä tai m3, mittari on SI-pituusyksikkö. Vastaavasti tiheys, joka on massa tilavuusyksikköä kohti, ilmaistaan usein kg / m3. Koska määrät ovat usein pienempiä päivittäisissä kokeissa ja mittauksissa, on tyypillistä nähdä tiheys ilmaistuna g / cm3tai gm / ml (millilitra määritellään kuutiometriä kohti). Yksi kg / m3 on yhtä suuri kuin 1000 g / cm3.
TL; DR (liian pitkä; ei lukenut)
TL; DR
Käytä lauseketta:
m = ρV
Muuntaa m3 volyymissa (V) massaan (m) kilogrammoina. Tiheys (ρ) vaihtelee eri aineiden välillä, joten sinun on tutkittava tämä kyseessä olevan aineen suorittamiseksi laskelman suorittamiseksi.
Johdanna massa volyymista
Sano, että sinulle annetaan tiedossa oleva määrä ainetta (vettä tai muuta nestettä, metallia tai jotain muuta, jonka oletetaan jakautuvan aineen tasaisesti tai melkein tasaisesti) ja sinua pyydetään laskemaan sen massa. Tätä varten sinun on tunnettava aineiden tiheys ja vain sen tiheys yllä määritettyjen suhteiden perusteella.
Koska tiheys (ρ) on massa (m) jaettuna tilavuudella (V), sitten massa on yhtä suuri kuin tiheys ja tilavuus:
ρ = m/V
Niin
m = ρV
Tiheydet oikeassa maailmassa
Eri verkkotaulukoissa on tavallisten aineiden tiheydet. Esimerkiksi tavallisen veden lämpötilassa 4 ° C on jälleen määritelmän mukaan 1000 kg / m3 tai 1 g / ml. Öljyt ovat vähemmän tiheitä kuin vesi, minkä vuoksi italialaisen kaltaisen salaattikastikkeen öljykomponentti kelluu seoksen päälle. Maidon, joka koostuu melkein kokonaan vedestä, mutta sisältää sokereita, proteiineja ja (yleensä) rasvoja, on tiheys 1,03 kertaa veden tiheys.
Metallit ovat yleensä huomattavasti tiheämpiä kuin nesteet ja vaihtelevat suuresti toisistaan toiseen. Esimerkiksi kullan tiheys on 19,3 g / ml. Tämä tarkoittaa, että 1 m3 kullan massa on 1 000 x 19,3 = 19 300 kg. Koska 1 kg = 2,204 lb, kullan osuudella, joka oli yksi metri yhden metrin verran (noin pienen pöydän kokoinen), olisi massa 42 537 puntaa, yli 21 tonnia.
Sovellukset
Koska moderni merenkulkualus on valmistettu pääasiassa metallista, miten se kelluu? Jotta jokin voi kellua vedessä, sillä on oltava vähemmän massaa kuin vedellä, jonka se syrjäyttää. Tämä saadaan aikaan kaikkeen laivanrakennukseen sisältyvään tyhjään tilaan, kuten aluksen rungon kerrosten väliseen tilaan. Kun metallivene, kuten kanootti, asetetaan veteen, se alkaa uppoaa, koska kiinteä metalli on se, joka ensin koskettaa vettä. Mutta koska yleensä ottaen kanootin tiheys on pienempi kuin vastaavalla tilavuudella vettä, jopa yhden tai kahden matkustajan ollessa lisättynä, suurin osa vedestä jää vedenpinnan yläpuolelle.