Tabla de Contenidos
Densitet = massa / volym
Innan man löser övningarna och praktiska exempel på beräkning av densitet är det viktigt att ta hänsyn till de enheter som används för massa och volym. SI-enheten för densitet skulle vara: kilogram/meter 3 (kg/m 3 ).
Det är dock möjligt att använda andra enheter beroende på medelsystemet som används, såsom det cegesimala systemet (cgs), vars enhet skulle vara: g/cm 3 , det är också möjligt att använda g/ mL , och i pundet imperial system /ft 3 (lb/ft 3 ).
För praktiska ändamål, bortom dess beräkning, är det användbart att känna till densiteten för att veta om en kropp kommer att flyta i en annan, och vid vissa tillfällen för att identifiera vilket material det är. Som legenden berättar om guldkronan som beordrades tillverkas för en kung, och att man ville identifiera om den verkligen var gjord av guld.
Det var Arkimedes som försökte beräkna kronans densitet och upptäckte att volymen skulle beräknas efter mängden vatten som den förträngde när den sänktes ned i en behållare. På så sätt kunde han med dess massa och efter att ha upptäckt volymen beräkna densiteten och på så sätt veta att det var rent guld eller inte, som kronan hade tillverkats med.
Det förde också med sig upptäckten känd som ”Archimedes princip”, att upptäcka volymen av ett föremål enligt mängden vatten som förträngts.
Exempel på hur man beräknar densitet
Exempel 1: Hur man beräknar densitet från massa och volym
Uppgift 1. Bestäm densiteten i g/cm 3 för en bit av okänd metall vars massa är 300 mg och har en volym på 0,0155 mL.
m metall = 300mg
V metall = 0,0155 ml
d metall = ? g/ cm3
Även om du har de nödvändiga uppgifterna för formeln, stämmer inte enheterna för massa och volym överens med dem som efterfrågas för densitet. Innan ekvationen används måste enheterna transformeras.
Massan måste omvandlas till gram och volymen till kubikcentimeter, vilket kan göras med hjälp av följande omvandlingsfaktorer:
Nu kan du använda formeln:
Lösning: Den okända metallen har en densitet på 19,4 g/cm 3 .
Exempel 2: Hur densiteten för vanliga fasta ämnen beräknas
Problem 2 . Bestäm densiteten i internationella systemenheter för en blysfär som har en massa på 300 g och en diameter på 3,70 cm.
Detta är ett tydligt fall, där volymen inte är känd direkt, men formen och dimensionerna på föremålet vars densitet ska bestämmas är kända.
Det är också nödvändigt att ta hänsyn till enheterna, det är att föredra att omvandla allt till det enhetssystem som krävs i övningen innan du börjar utföra beräkningarna.
Så massan av sfären från gram till kilogram:
Angående diametern:
Nu för att beräkna volymen av en sfär, givet diametern (som är onödig för att beräkna radien):
Nu för att beräkna densiteten, med hjälp av massan och volymen i den välkända formeln:
Lösning: Blykulan har en densitet på 11 300 kg/m 3 eller 1,13 . 104 kg / m3 .
Exempel 3: Hur man beräknar densiteten för oregelbundna fasta ämnen genom vätskeförskjutning
Uppgift 3. I en graderad cylinder som är halvfylld med vatten, där den markerar 200 mL, införs ett tidigare vägt föremål med oregelbundet format. När den väl var helt nedsänkt steg vattennivån till 325 ml. Föremålets massa var 246 g. Bestäm materialets densitet.
När det inte går att beräkna en kropps volym eftersom den inte har en regelbunden form, är ett alternativt sätt att använda vätskeförträngningsmetoden. I detta fall beror ökningen av vätskans volym på införandet av föremålet som förskjutit en del av vätskan uppåt.
I dessa fall erhålls volymen av den oregelbundna kroppen lätt genom att subtrahera volymerna före och efter nedsänkning av kroppen:
Nu kan vi använda densitetsformeln:
Lösning: Densiteten för materialet som det oregelbundna föremålet är gjort av har en densitet på 1,97 g/ml.
Referenser
BBC. (nd). Densitet – Densitet – GCSE Physics (Single Science) Revision. Hämtad från https://www.bbc.co.uk/bitesize/guides/zbg7hyc/revision/1
Ung. (nd). Bestämma densiteten för ett fast ämne och en vätska | Protokoll (översatt till spanska). Hämtad från https://www.jove.com/v/10082/determining-the-density-of-a-solid-and-liquid?language=spanish
Resurscentrum för naturvetenskaplig utbildning. (nd). Hur beräknar jag densitet? Hämtad från https://serc.carleton.edu/mathyouneed/density/index.html
