Любое тело состоит из определенного количества молекул, где каждая имеет свою массу. Таким образом, масса тела — это сумма масс молекул из которых оно состоит. Независимо от того, где находится это тело, в нем всегда одинаковое количество молекул и его масса не меняется. В разных веществах и материалах концентрация молекул сильно отличается. Их масса в единице объема — это плотность. Стандартно она измеряется в кг / м 3. Если необходимо перевести в другие величины, то проще всего использовать конвертер плотности.
Для этого достаточно поставить значение в соответствующее поле и выбрать нужные единицы измерения. После нажатия кнопки «Перевести» конвертер плотности проведет пересчет.
Что такое плотность и как ее рассчитать
Плотность вещества — это его масса в единице объема. Плотность — уникальное физическое свойство, которое стало основой для великого открытия Архимеда — его знаменитого закона: на тело, погруженное в жидкость действует выталкивающая сила, которая равна массе вытесненной жидкости.
Здесь плотность играет решающую роль — чем она больше, тем больше тело будет погружаться. Плотность и твердость — разные понятия. Хороший пример этому вода и лед. У воды плотность больше чем у льда, поэтому он всплывает на ее поверхность, а не тонет.
Наглядный пример этому — простой эксперимент «Башня плотности». Он доступен для проведения в домашних условиях.
Плотность обозначают символом ρ, в химии можно встретить ее обозначение буквой d латинского алфавита.
Для ее расчета используют следующую формулу: ρ = m/V, где:
ρ = плотность тела, m = его масса, V = объем.
- Плотность можно объяснить как соотношение между массой вещества и объемом, который он занимает.
- По физическим свойствам — чем плотнее вещество, тем больше его масса в единице объема.
- Если тела при одинаковом объеме имеют разную массу, то это значит, что у них разная плотность..
Единицы измерения плотности
Официальной единицей измерения плотности в системе СИ является кг/м³. Поскольку это довольно большой объем, то для удобства чаще всего используют
- г/см³ для твердых веществ,
- г/мл для жидкостей,
- г/л для газов.
Плотность воды составляет примерно 1 грамм / кубический сантиметр. Она принимается за стандартное значение для расчетов.
Другие единицы измерения плотности
В качестве других единиц измерения плотности, также используются метрические тонны и литры, хотя они не включены в Международную систему СИ. Другие единицы включают:
- грамм на миллилитр (г/мл)
- метрическая тонна на кубический метр (т/м³)
- килограмм на литр (кг/л)
- мегаграмм (метрическая тонна) на кубический метр (мг/м³)
- грамм на кубический сантиметр (г/см³)
1г/см³ = 1000 кг/м³ - килограмм на кубический дециметр (кг/дм³ )
Чтобы сделать быстрый и точный перевод из одних величин в другие вы можете использовать наш конвертер плотности.
Применение понятия плотности
В нашей реальной жизни знания о плотности материалов находят широкое практическое применение. Например, при сооружении трубопроводов, в судостроении, при расчете и распределении веса в самолете и др.
Напомним: в физике плотность определяет массу вещества в единице объема, поэтому она связана с его «весом», а не с его текучестью (вязкостью).
- При изменении температуры и давления плотность меняется. Изменения относительно несущественны для твердых тел и жидкостей, но заметны для газов. Увеличение давления вызывает увеличение плотности (при уменьшении объема). Повышение температуры приводит к уменьшению плотности (с увеличением объема).
- Плотность тела можно определить в лаборатории, например, взвесив его и затем погрузив в воду, отмечая увеличение объема. Плотность вычисляем делением массы на объем.
Примеры плотности разных веществ
Вода имеет плотность 1000 кг / м³ (т.е. 1 г / см³). Это не совпадение. Исторически сложилось так, что один литр воды, при четырех градусах Цельсия при нормальном давлении, считался эталоном 1 кг массы.
Железо, платина, золото и свинец — материалы с высокой плотностью. Многие виды горных пород и минералов также являются очень плотными. Чаще всего они отличаются большим весом и твердостью. Противоположность им — это разреженный материал, например, бамбук, алюминий или пенополистирол.
Как правило, жидкости менее плотны, чем твердые тела, а газы — чем жидкости. Это связано с тем, что твердые тела имеют плотно прилегающие частицы, в жидкостях частицы могут скользить друг вокруг друга, а в газах они свободно перемещаются.
Какая плотность у различных твердых материалах, жидкостях и газах, вы узнаете из наших таблиц.
Таблица1. Плотность твердых веществ при стандартной температуре 20 ° C
| кг/м³ | |
| графит | 2300–2720 |
| гипс | 2320 |
| кремний | 2330 |
| бериллий | 2700 |
| алюминий | 2720 |
| кварц | 2300–2700 |
| цинк | 7131 |
| медь | 8960 |
| латунь | 8200–8950 |
| платина | 21 410 |
| нержавеющая сталь | 8100 |
| золото | 19 320 |
| тополь | 350–400 |
| липа | 320–590 |
| сосна | 370–600 |
| дубовая древесина | 600–900 |
| кованое железо | 7800–7900 |
| лед (0 ° C) | 920 |
| каменная соль | 2160 |
Таблица 2. Плотность жидкостей
| кг/м³ | |
| этанол | 791 |
| жидкий азот (–196 ° C) | 808 |
| бензин | 700 |
| эфир | 720 |
| глицерин | 1260 |
| масло | 800 |
| ртуть | 13 550 |
| дистиллированная вода (4 ° C) | 1000 |
| жидкий водород (–253 ° C) | 71 |
Таблица 3. Плотность газов при стандартном атмосферном давлении 101325 Па
| Газы | кг/м³ |
| аргон | 1,784 |
| азот | 1,250 |
| хлор | 3,22 |
| углекислый газ | 1,98 |
| этан | 1,36 |
| гелий | 0,178 |
| метан | 0,717 |
| воздух | 1,293 |
| кислород | 1,429 |
| водород | 0,09 |
Простое объяснение физического понятия о плотности веществ вы найдете в нашем видео.
Читайте далее:
