Innhold
Tetthet (D) er en mengde definert som masse (m) per volumenhet (v): D = m ÷ v. Siden disse tre mengdene er relatert, kan du finne en av dem hvis du kjenner de to andre. Dette er mer nyttig enn det høres ut fordi tetthet ofte er en kjent mengde du kan slå opp, forutsatt at du kjenner materialets sammensetning. Beregninger er enkle for faste gjenstander, men ting blir mer komplisert for væsker, hvis tetthet endres med temperatur, og for gasser, som densiteten er avhengig av temperatur og trykk.
Bruk faste enheter
Ligningen som angår tetthet, masse og volum er grei og lar deg beregne tettheten til et materiale hvis du måler dens masse og volum. Det eneste forbeholdet er at du må foreta målingene i samme system. Hvis du for eksempel måler masse i kilo, bør du måle volum i kubikk, og hvis du måler volum i liter, bør du måle masse i kilo. De tre systemene du sannsynligvis vil bruke er CGS (centimeter, gram, sekunder), MKS, (meter, kilogram, sekunder) og British Imperial. De mest brukte enhetene for tetthet i disse tre systemene er:
Tetthetsberegninger
Eksempel: Anta at du har et begerglass full av en mystisk vandig løsning. Å beregne dens tetthet og sammenligne det med rent vann kan bidra til å bestemme sammensetningen.
Du beregner volumet av løsningen ved å måle dimensjonene på begerglasset og væskenivået og finner at det er 355 ml. Siden en milliliter er en kubikkcentimeter, bør du finne massen i gram. Du finner ut at det er 372 g. Densiteten er da 372 g ÷ 355 ml = 1,05 g / ml. Det er bare litt tettere enn rent vann (1 g / ml), så det som løses opp i vannet er i en lav konsentrasjon.
Eksempel: Du finner en stor stein med en omtrent sfærisk form og vil vite dens sammensetning. Å finne dens tetthet kan hjelpe deg med å bestemme det.
Beregn volumet av bergarten ved å måle dens diameter og dele med 2 for å finne sin radius (r). Volumet til en sfære er 4 / 3πr3, så hvis berget har en radius på 10 tommer, er volumet 418,67 kubikk inches. Konverter til kubikkfot ved å multiplisere med 0,00057. Resultatet er 0,239 kubikkfot. Hvis berget veier 40 pund, er dens tetthet 40 pund3 = 167. 36 lb / ft3. Dette er nær tettheten av granitt, så det er en god sjanse for at bergarten er solid granitt.
Bruke tetthetstabeller
Hvis du har et objekt laget av et kjent materiale, kan du slå opp dens tetthet i et bord. Denne informasjonen lar deg beregne volumet ved å veie den. Hvis du allerede vet volumet, kan du beregne massen. Alt du trenger å gjøre er å omorganisere tetthetsligningen for å uttrykke parameteren du ønsker i forhold til de to andre.
Eksempel: Anta at du har en gullstatue, og at du vil finne volumet.
D = m ÷ v, altså v = m ÷ D
Du finner statuen veier 2 kg. I en tabell finner du tettheten av gull til å være omtrent 19 300 kg / m3. Når du kobler inn tall, finner du volumet til å være 2 kg ÷ 19 300 kg / m3 = 0,0001 moh3 eller omtrent en tidels liter.
Eksempel: Hvor mye veier en milliliter kvikksølv?
D = m ÷ v, altså m = Dv
Densiteten av kvikksølv er 13,6 g / ml, så volumet på 1 ml har en masse på 13,6 gram.