Materiál hustota je definovaná ako jeho hmotnosť na jednotku objemu. Inak povedané, hustota je pomer medzi hmotnosťou a objemom alebo hmotnosťou na jednotku objemu. Je to miera toho, „čo“ má predmet v jednotkovom objeme (kubický meter alebo kubický centimeter). Hustota je v podstate meradlom toho, ako pevne je hmota stlačená dokopy. Grécky vedec objavil princíp hustoty Archimedesa je ľahké vypočítať, či poznáte vzorec a porozumiete jeho súvisiacim jednotkám.
Vzorec hustoty
Na výpočet hustoty (zvyčajne predstavovanej Grécky list "ρ") predmetu, vezmite hmotnosť (m) a vydelte objemom (proti):
ρ = m / proti
Jednotka SI hustota je kilogram na meter kubický (kg / m)3). Je tiež často zastúpená v EÚ cgs jednotka gramov na centimeter kubický (g / cm3)3).
Ako nájsť hustotu
Pri štúdiu hustoty môže byť užitočné pracovať a vzorový problém pomocou vzorca pre hustotu, ako je uvedené v predchádzajúcej časti. Pripomeňme, že hoci hustota je skutočne hmotnosť delená objemom, často sa meria v jednotkách gramov na kubický centimeter, pretože gramy predstavujú štandardnú hmotnosť, zatiaľ čo kubické centimetre predstavujú objem objekt.
Pre tento problém zoberte tehlu soli s rozmermi 10,0 cm x 10,0 cm x 2,0 cm, ktorá váži 433 gramov. Na zistenie hustoty použite vzorec, ktorý vám pomôže určiť množstvo hmoty na jednotku objemu alebo:
ρ = m / v
V tomto príklade máte rozmery objektu, takže musíte vypočítať objem. vzorec pre objem záleží na tvare objektu, ale pre krabicu ide o jednoduchý výpočet:
v = dĺžka x šírka x hrúbka
v = 10,0 cm x 10,0 cm x 2,0 cm
v = 200,0 cm3
Teraz, keď máte hmotnosť a objem, vypočítať hustotu, nasledovne:
ρ = m / v
p = 433 g / 200,0 cm3
p = 2,165 g / cm3
Hustota soľnej tehly je teda 2,165 g / cm3.
Použitie hustoty
Jedným z najbežnejších spôsobov využitia hustoty je vzájomné pôsobenie rôznych materiálov pri ich zmiešaní. Drevo pláva vo vode, pretože má nižšiu hustotu, zatiaľ čo kotva klesá, pretože kov má vyššiu hustotu. Balóny hélia vznášajú, pretože hustota hélia je nižšia ako hustota vzduchu.
Keď vaša automobilová čerpacia stanica testuje rôzne kvapaliny, napríklad prevodovú kvapalinu, naleje časť tekutiny do hydrometra. Hustomer má niekoľko kalibrovaných predmetov, z ktorých niektoré plávajú v kvapaline. Pozorovaním, ktorý z predmetov pláva, môžu pracovníci čerpacej stanice určiť hustotu kvapaliny. V prípade prepravnej kvapaliny táto skúška odhalí, či ju musia pracovníci čerpacej stanice okamžite vymeniť, alebo či v nej tekutina ešte nejaký život žije.
Hustota vám umožní vyriešiť hmotnosť a objem, ak je dané iné množstvo. Od hustota bežných látok Je známe, že tento výpočet je vcelku jednoduchý. (Upozorňujeme, že hviezdička - * - sa používa na zamedzenie zámeny s premennými pre objem a hustotu, ρ a proti, resp.)
proti * ρ = malebo
m / ρ = proti
Zmena hustoty môže byť tiež užitočná pri analýze niektorých situácií, napríklad kedykoľvek dochádza k chemickej konverzii a uvoľňuje sa energia. Napríklad, nabíjanie v akumulátore je kyslý roztok. Keď batéria vybíja elektrinu, kombinuje sa kyselina s olovom v batérii a vytvára novú chemikáliu, čo vedie k zníženiu hustoty roztoku. Táto hustota sa dá zmerať na určenie úrovne zostávajúceho nabitia batérie.
Hustota je kľúčovým konceptom pri analýze interakcie materiálov v mechanike tekutín, počasí, geológii, materiálových vedách, strojárstve a ďalších oblastiach fyziky.
Špecifická závažnosť
Koncept súvisiaci s hustotou je merná hmotnosť (alebo ešte vhodnejšie) relatívna hustota) materiálu, čo je pomer hustoty materiálu k hustota vody. Objekt so špecifickou hmotnosťou menšou ako jeden bude vznášať sa vo vode, zatiaľ čo merná hmotnosť väčšia ako jedna znamená, že klesne. To je napríklad táto zásada, ktorá umožňuje vznášať sa vo vzťahu k zvyšku vzduchu napríklad balónik naplnený horúcim vzduchom.