Плотность вещества. Расчёт массы и объёма тела по его плотности
лотностью вещества называется величина, численно равная массе единицы объёма этого вещества.
К
аждое вещество занимает некоторый объём. И может оказаться, что объёмы двух тел равны, а их массы различны. В этом случае говорят, что плотности этих веществ различны.
Рассмотрим кусок железа, масса которого равна 1 кг, и кусок дерева, масса которого равна 1 кг. Объём дерева больше, чем объём куска железа. Плотность дерева меньше, чем плотность железа (молекулы прилегают не так плотно друг к другу).
Плотность равна отношению массы тела к его объёму.
В физике плотность обозначают греческой буквой ρ (ро).
плотность=
ρ=
, где m — масса, V — объём.
Основной единицей плотности вещества является кг/м3. Иногда используют единицу плотности г/см3.
Пример: Плотность железа равна 7900кг/м3, это означает, что масса 1м3 железа равна 7900 кг.
Плотность воды равна 1000кг/м3, значит, масса 1м3 воды равна 1000 кг.
Выражая по-другому, плотность воды равна 1г/см3, значит, масса 1см3 воды равна 1 г.
В различных состояниях плотность вещества различна.
Например, плотность расплавленного железа меньше плотности твёрдого железа.
Плотности веществ могут быть очень различны. Самое плотное вещество не находится на Земле.
Например, в космосе плотность белого карлика Сириуса Б (звезда) так велика, что масса спичечного коробка из этого вещества была бы равна 127 тоннам.
Пример:
10 вёдер вместимостью 1 литр до краёв наполнены мёдом, масса всего мёда равна 14 кг. Найди плотность мёда.
V=10 л = 0,01 м3 m=14 кг ρ — ? | ρ=mV | ρ =14 кг/0,01м3=1400кг/м3 |
Плотность вещества зависит от температуры: При повышении температуры обычно плотность снижается. Это связано с термическим расширением, когда при неизменной массе увеличивается объём.
Твёрдые вещества | Kg/m3 | g/cm3 |
Платина | 21500 | 21,5 |
Золото | 19300 | 19,3 |
Вольфрам | 19000 | 19,0 |
Ртуть | 11400 | 11,4 |
Серебро | 10500 | 10,5 |
Медь | 8900 | 8,9 |
Никель | 8800 | 8,8 |
Латунь | 8500 | 8,5 |
Сталь, железо | 7800 | 7,8 |
Олово | 7300 | 7,3 |
Цинк | 7100 | 7,1 |
Чугун | 7000 | 7,0 |
Алмаз | 3500 | 3,5 |
Алюминий | 2700 | 2,7 |
Мрамор | 2700 | 2,7 |
Гранит | 2600 | 2,6 |
Стекло | 2600 | 2,6 |
Бетон | 2300 | 2,3 |
Графит | 2200 | 2,2 |
Лёд | 900 | 0,9 |
Парафин | 900 | 0,9 |
Дуб (сухой) | 700 | 0,7 |
Берёза (сухая) | 650 | 0,65 |
Пробка | 200 | 0,2 |
Платиноиридиевый сплав | 21500 | 21,5 |
Свинец | 11400 | 11,4 |
Жидкости | Kg/m3 | g/cm3 |
Ртуть | 13600 | 13,6 |
Мёд | 1300 | 1,3 |
Глицерин | 1260 | 1,26 |
Молоко | 1036 | 1,036 |
Морская вода | 1030 | 1,03 |
Вода | 1000 | 1 |
Подсолнечное масло | 920 | 0,92 |
Нефть | 820 | 0,82 |
Спирт/ этанол, керосин | 800 | 0,8 |
Бензин | 700 | 0,7 |
Газы | Kg/m3 |
Хлор | 3,22 |
Озон | 2,14 |
Пропан | 2,02 |
Углекислый газ | 1,98 |
Кислород | 1,43 |
Воздух | 1,29 |
Азот | 1,25 |
Гелий | 0,18 |
Водород | 0,09 |
Неон | 0,90 |
В древности объём измеряли в сиеках, горстках, тинах, пурах, цибах, штофах, ложках.
1 тина =3 пура =9 сиеков =720 горсток =162 штофа =208 литров.
Многие из этих мер давно уже забыты.
В международной системе единиц (СИ) единицей объёма является метр кубический [м3].
В повседневной жизни встречается единица объёма литр [л]. Она названа именем французского винодела Литра.
Литр является кубическим дециметром 1л=1дм3.
Деления мензурки обычно выражаются в миллилитрах (мл) 1мл=1см3.
В физике важно умение перейти от одной единицы измерения к другой. Рассмотрим следующие соотношения:
1м3=10дм⋅10дм⋅10дм=1000дм3
1м3=100см⋅100см⋅100см=1000000см3
1м3=1000мм⋅1000мм⋅1000мм=1000000000мм3
1дм3=110м⋅110м⋅110м=11000м3=0,001м3
1см3=1100м⋅1100м⋅1100м=11000000м3=0,000001м3
1мм3=11000м⋅11000м⋅11000м=11000000000м3=0,000000001м3
Для прямоугольного параллелепипеда: объём=длина⋅ширина⋅высота.