Skysčio tankio matavimo vienetas. Kaip matuojamas medžiagos tankis? Įvairių medžiagų tankis

Tarp visų kitų Žemės planetoje esančių medžiagų dujos turi mažiausią tankį. Skysčiai, kaip taisyklė, pasižymi didesniu tankiu, lyginant su jais, o didžiausią šio rodiklio reikšmę galima rasti kietose medžiagose. Pavyzdžiui, tankiausiu metalu laikomas osmis.

Tankio matavimas

Tačiau esant labai mažam medžiagos kiekiui, kurio tankį būtina išmatuoti, naudojamas šio visuotinai priimto vieneto darinys, išreikštas gramų skaičiumi kubiniame centimetre. Sutrumpintai šis vienetas paprastai žymimas g/cm³.

Be to, įvairių medžiagų tankis linkęs keistis priklausomai nuo temperatūros: daugeliu atvejų temperatūros sumažėjimas padidina medžiagos tankį. Pavyzdžiui, įprasto oro, kurio temperatūra +20°C, tankis yra lygus 1,20 kg/m³, o temperatūrai nukritus iki 0°C, jo tankis padidės iki 1,29 kg/m³, o toliau mažėjant iki -50°C oro tankis sieks 1,58 kg/m³. Tuo pačiu metu kai kurios medžiagos yra šios taisyklės išimtis, nes jų tankio pokytis nepaklūsta nurodytam modeliui: tai apima, pavyzdžiui, vandenį.

Medžiagų tankiui matuoti naudojami įvairūs fiziniai instrumentai. Pavyzdžiui, skysčio tankį galite išmatuoti naudodami hidrometrą, o norėdami nustatyti kietos ar dujinės medžiagos tankį, galite naudoti piknometrą.

Chemijos laboratorijose labai dažnai reikia nustatyti tankį. Ankstesnių metų literatūroje ir senų leidinių žinynuose pateikiamos tirpalų ir kietųjų medžiagų savitųjų sunkių lentelės. Šis dydis buvo naudojamas vietoj tankio, kuris yra vienas iš svarbiausių fizikinių dydžių, apibūdinančių medžiagos savybes.

Medžiagos tankis yra kūno masės ir tūrio santykis:

Todėl medžiagos tankis išreiškiamas * g/cm3. Savitasis sunkis y yra medžiagos masės (sunkio) ir jos tūrio santykis:

Medžiagos tankis ir savitasis sunkis yra tarpusavyje susiję kaip masė ir svoris, t.y.

čia g yra pagreičio, atsirandančio dėl gravitacijos laisvojo kritimo metu, vietinė vertė. Taigi, savitojo svorio "(g/cm2 sek2) ir tankio (g/cm3), taip pat jų skaitinės reikšmės, išreikštos toje pačioje vienetų sistemoje, matmenys skiriasi vienas nuo kito *.

Kūno tankis nepriklauso nuo jo vietos Žemėje, o jo savitasis sunkis skiriasi priklausomai nuo to, kurioje Žemės vietoje jis matuojamas.

Kai kuriais atvejais jie nori naudoti vadinamąjį santykinį tankį, kuris yra tam tikros medžiagos tankio ir kitos medžiagos tankio santykis tam tikromis sąlygomis. Santykinis tankis išreiškiamas kaip abstraktus skaičius.

Skystų ir kietų medžiagų santykinis tankis d paprastai nustatomas atsižvelgiant į distiliuoto vandens tankį:

Savaime suprantama, kad p ir pb turi būti išreikšti tais pačiais vienetais.

Santykinis tankis d taip pat gali būti išreikštas kaip paimtos medžiagos masės ir distiliuoto vandens masės santykis, paimtas tame pačiame tūryje kaip medžiaga tam tikromis pastoviomis sąlygomis.

Kadangi ir santykinio tankio, ir santykinio tankio skaitinės vertės nurodytomis pastoviomis sąlygomis yra vienodos, santykinio savitojo tankio lenteles galite naudoti žinynuose taip pat, tarsi jos būtų tankio lentelės.

Santykinis tankis yra pastovi kiekvienos chemiškai vienalytės medžiagos ir tam tikros temperatūros tirpalų vertė. Todėl, anot

* Kai kuriais atvejais tankis išreiškiamas g/ml. Skirtumas tarp skaitinių tankio verčių, išreikštų g/cm3 ir g/ml, yra labai mažas. Į tai reikėtų atsižvelgti tik dirbant itin tiksliai.

Todėl daugeliu atvejų santykinis tankis gali būti naudojamas sprendžiant apie medžiagos koncentraciją tirpale.

* Agregatų techninėje sistemoje (MKXCC). kuriame pagrindinis vienetas yra ne masės, o jėgos vienetas - kilogramas-jėga (kg arba kgf), savitasis svoris išreiškiamas kg / m3 arba G / cm3. Reikėtų pažymėti, kad skaitinės savitojo sunkio vertės, išmatuotos G/cm3, ir tankio, matuojamos g/cm3, yra vienodos, o tai dažnai sukelia painiavą „tankio“ ir „savitinio svorio“ sąvokose.

Paprastai tirpalo tankis didėja didėjant tirpios medžiagos koncentracijai (jei pačios tirpios medžiagos tankis yra didesnis nei tirpiklio). Tačiau yra medžiagų, kurių tankio padidėjimas didėjant koncentracijai eina tik iki tam tikros ribos, po kurios didėjant koncentracijai tankis mažėja.

Pavyzdžiui, sieros rūgšties tankis yra didžiausias – 1,8415, kai koncentracija yra 97,35%. Tolimesnį koncentracijos padidėjimą lydi tankio sumažėjimas iki 1,8315, o tai atitinka 99,31%.

Acto rūgšties didžiausias tankis yra 77–79%, o 100% acto rūgšties tankis yra toks pat kaip 41%.

Santykinis tankis priklauso nuo temperatūros, kurioje ji nustatoma. Todėl juose visada nurodoma temperatūra, kuriai esant buvo atliktas nustatymas, ir vandens temperatūra (tūris imamas vienetu). Žinynuose tai rodoma naudojant atitinkamas rodykles, pavyzdžiui, eft; pateiktas žymėjimas rodo, kad santykinis tankis buvo nustatytas esant 2O0C temperatūrai, o palyginimui paimtas vandens tankis esant 4°C temperatūrai. Taip pat yra ir kitų rodiklių, nurodančių, kokiomis sąlygomis buvo nustatytas santykinis tankis. , pavyzdžiui, R4 Ul ir kt.

90% sieros rūgšties santykinio tankio pokytis priklausomai nuo aplinkos temperatūros pateikiamas žemiau:

Santykinis tankis mažėja kylant temperatūrai ir didėja, kai temperatūra mažėja.

Nustatant santykinį tankį, būtina atkreipti dėmesį į temperatūrą, kurioje jis buvo atliktas, ir palyginti gautas vertes su lentelės duomenimis, nustatytais toje pačioje temperatūroje.

Jei matavimas nebuvo atliktas žinyne nurodytoje temperatūroje, tada. įvedama korekcija, apskaičiuojama kaip vidutinis santykinio tankio pokytis vienam laipsniui. Pavyzdžiui, jei intervale tarp 15 ir 20 0C santykinis 90% sieros rūgšties tankis sumažėja 1,8198-1,8144 = 0,0054, tai vidutiniškai galime daryti prielaidą, kad, pasikeitus temperatūrai 1 0C (virš 15 0C), santykinis tankis mažėja. pagal 0,0054: 5 = 0,0011.

Taigi, jei nustatymas atliekamas 18 0C temperatūroje, nurodyto tirpalo santykinis tankis turėtų būti lygus:

Tačiau norint įvesti santykinio tankio temperatūros pataisą, patogiau naudoti toliau pateiktą nomogramą (488 pav.). Be to, ši nomograma leidžia žinomam santykiniam tankiui, apskaičiuotam esant standartinei 20 ° C temperatūrai, apytiksliai nustatyti santykinį tankį esant kitoms temperatūroms, kurių kartais gali prireikti. Santykinį skysčių tankį galima nustatyti naudojant hidrometrai, piknometrai, specialūs svarstyklės ir kt.

Santykinio tankio nustatymas naudojant hidrometrus.

Norint greitai nustatyti santykinį skysčio tankį, naudojami vadinamieji hidrometrai (489 pav.). Tai stiklinis vamzdelis (489 pav., a), apačioje besiplečiantis, o gale turintis stiklinį rezervuarą, pripildytą šratų arba specialios masės (rečiau – gyvsidabrio). Viršutinėje siauroje hidrometro dalyje yra skalė su padalomis. Kuo mažesnis santykinis skysčio tankis, tuo giliau į jį grimzta hidrometras. Todėl jo skalėje mažiausia santykinio tankio vertė, kurią galima nustatyti šiuo hidrometru, nurodyta viršuje, o didžiausia – apačioje. Pavyzdžiui, skysčių, kurių santykinis tankis yra mažesnis nei vienetas, hidrometrų žemiau esanti vertė yra 1 000, didesnė nei 0,990, net didesnė nei 0,980 ir tt.

Tarpai tarp skaičių padalijami į mažesnes dalis, todėl santykinį tankį galima nustatyti trečiojo skaitmens po kablelio tikslumu. Tiksliausiems hidrometrams skalė apima santykinio tankio reikšmes 0,2–0,4 vienetų diapazone (pavyzdžiui, norint nustatyti tankį nuo 1000 iki 1200, nuo 1200 iki 1400 ir tt). Tokie hidrometrai dažniausiai parduodami rinkinių pavidalu, kurie leidžia nustatyti santykinį tankį plačiame diapazone.

Temperatūros korekcijos įvedimo nomograma

Kartais hidrometrai įrengiami termometrais (489.6 pav.), kurie leidžia vienu metu matuoti temperatūrą, kurioje atliekamas nustatymas. Santykiniam tankiui nustatyti naudojant hidrometrą skystis pilamas į stiklinį cilindrą (490 pav.), kurio talpa ne mažesnė kaip 0,5 litro, forma panaši į matavimo cilindrą, bet be snapelio ir padalų. Cilindro dydis turi atitikti hidrometro dydį. Neturėtumėte pilti skysčio į cilindrą iki kraštų, nes panardinus hidrometrą skystis gali išsilieti. Tai gali būti net pavojinga matuojant koncentruotų rūgščių ar koncentruotų šarmų tankį ir pan.. Todėl skysčio lygis balione turi būti keliais centimetrais žemiau cilindro krašto.

Kartais tankiui nustatyti skirtas cilindras turi griovelį viršuje, išsidėsčiusį koncentriškai, kad, panardinus hidrometrą, skystis persipiltų, jis neišsilietų ant stalo.

Santykiniam tankiui nustatyti yra specialūs instrumentai, kurie palaiko pastovų skysčio lygį cilindre. Vieno iš šių įrenginių schema parodyta fig. 491. Tai yra cilindras 2, kurio tam tikrame aukštyje yra išleidimo vamzdis 3, skirtas nuleisti skysčiui, kurį išstumia hidrometras, kai jis panardinamas į skystį. Išstumtas skystis patenka į vamzdelį 4, kuriame yra čiaupas 5, per kurį galima nuleisti skystį. Balioną galima užpildyti tiriamuoju skysčiu per išlyginimo vamzdelį /, kurio viršutinėje dalyje yra cilindrinis tęsinys.

Medžiagų tankio tyrimas pradedamas vidurinės mokyklos fizikos kurse. Ši koncepcija laikoma pagrindine toliau pateikiant molekulinės kinetinės teorijos pagrindus fizikos ir chemijos kursuose. Galima manyti, kad materijos sandaros ir tyrimo metodų tyrimo tikslas yra mokslo idėjų apie pasaulį formavimas.

Fizika suteikia pirminių idėjų apie vieningą pasaulio vaizdą. 7 klasėje tiriamas materijos tankis, remiantis paprasčiausiomis idėjomis apie tyrimo metodus, praktinį fizikinių sąvokų ir formulių taikymą.

Fiziniai tyrimo metodai

Kaip žinoma, tarp gamtos reiškinių tyrimo metodų išskiriamas stebėjimas ir eksperimentas. Pradinėje mokykloje jie moko stebėti gamtos reiškinius: atlieka paprastus matavimus ir dažnai veda „gamtos kalendorių“. Šios mokymosi formos gali paskatinti vaiką tyrinėti pasaulį, lyginti stebimus reiškinius ir nustatyti priežasties ir pasekmės ryšius.

Tačiau tik iki galo atliktas eksperimentas jaunajam tyrinėtojui suteiks įrankių atskleisti gamtos paslaptis. Eksperimentinių ir tiriamųjų įgūdžių ugdymas vykdomas praktiniuose užsiėmimuose ir laboratorinių darbų metu.

Eksperimento atlikimas fizikos kursuose prasideda nuo tokių fizikinių dydžių apibrėžimų kaip ilgis, plotas, tūris. Tokiu atveju užsimezga ryšys tarp matematinių (vaikui gana abstrakčių) ir fizinių žinių. Apeliavimas į vaiko patirtį ir ilgą laiką jam žinomų faktų svarstymas moksliniu požiūriu prisideda prie būtinos jo kompetencijos formavimo. Mokymosi tikslas šiuo atveju yra noras savarankiškai suvokti naujus dalykus.

Tankio tyrimas

Taikant probleminio mokymo metodą, pamokos pradžioje galite užduoti visiems žinomą mįslę: „Kas sunkesnis: kilogramas pūkų ar kilogramas ketaus? Žinoma, 11-12 metų vaikai gali nesunkiai atsakyti į jiems žinomą klausimą. Tačiau atsigręžus į klausimo esmę, gebėjimą atskleisti savo ypatumą, vedama į tankumo sampratą.

Medžiagos tankis yra masė tūrio vienetui. Lentelė, paprastai pateikiama vadovėliuose ar informaciniuose leidiniuose, leidžia įvertinti medžiagų skirtumus, taip pat suvestines cheminės medžiagos būsenas. Anksčiau aptartas kietųjų medžiagų, skysčių ir dujų fizikinių savybių skirtumas, šio skirtumo paaiškinimas ne tik dalelių struktūroje ir santykiniame išsidėstymo, bet ir materijos savybių matematinėje išraiškoje. fiziką į kitą lygį.

Medžiagų tankio lentelė leidžia įtvirtinti žinias apie tiriamos sąvokos fizinę prasmę. Vaikas, atsakydamas į klausimą: „Ką reiškia tam tikros medžiagos tankis?“, supranta, kad tai yra 1 cm 3 (arba 1 m 3) medžiagos masė.

Jau šiame etape galima iškelti klausimą dėl tankio vienetų. Būtina apsvarstyti būdus, kaip konvertuoti matavimo vienetus skirtingose ​​atskaitos sistemose. Tai leidžia atsikratyti statinio mąstymo ir kitais klausimais priimti kitas skaičiavimo sistemas.

Tankio nustatymas

Natūralu, kad fizikos studijos negali būti baigtos be problemų sprendimo. Šiame etape įvedamos skaičiavimo formulės. 7 klasės fizikoje tai bene pirmasis fizinis kiekių santykis vaikams. Ypatingas dėmesys jai skiriamas ne tik dėl tankio sąvokų tyrimo, bet ir dėl problemų sprendimo mokymo metodų fakto.

Būtent šiame etape nustatomas fizikinės skaičiavimo problemos sprendimo algoritmas, pagrindinių formulių, apibrėžimų ir dėsnių taikymo ideologija. Mokytojas bando išmokyti uždavinio analizės, nežinomybės paieškos metodo, matavimo vienetų vartojimo ypatumų naudodamas tokį ryšį kaip tankio formulė fizikoje.

Problemos sprendimo pavyzdys

1 pavyzdys

Nustatykite, iš kokios medžiagos pagamintas 540 g masės ir 0,2 dm 3 tūrio kubas.

ρ -? m = 540 g, V = 0,2 dm 3 = 200 cm 3

Analizė

Remdamiesi problemos klausimu, suprantame, kad kietųjų medžiagų tankio lentelė padės mums nustatyti medžiagą, iš kurios pagamintas kubas.

Todėl mes nustatome medžiagos tankį. Lentelėse ši vertė nurodyta g/cm3, todėl tūris iš dm3 paverčiamas cm3.

Sprendimas

Pagal apibrėžimą: ρ = m: V.

Mums duota: tūris, masė. Medžiagos tankį galima apskaičiuoti:

ρ = 540 g: 200 cm 3 = 2,7 g/cm 3, o tai atitinka aliuminį.

Atsakymas: Kubas pagamintas iš aliuminio.

Kitų kiekių nustatymas

Tankio skaičiavimo formulės naudojimas leidžia nustatyti kitus fizikinius dydžius. Kūnų masė, tūris, linijiniai matmenys, susiję su tūriu, lengvai apskaičiuojami uždaviniuose. Matematinių formulių, skirtų geometrinių figūrų plotui ir tūriui nustatyti, žinios naudojamos uždaviniuose, kurios padeda paaiškinti matematikos studijų poreikį.

2 pavyzdys

Nustatykite vario sluoksnio storį, kuriuo yra padengta 500 cm 2 paviršiaus ploto dalis, jei žinoma, kad dangai buvo panaudota 5 g vario.

h - ? S = 500 cm 2, m = 5 g, ρ = 8,92 g/cm 3.

Analizė

Medžiagos tankio lentelė leidžia nustatyti vario tankį.

Naudokime tankio skaičiavimo formulę. Šioje formulėje yra medžiagos tūris, iš kurio galima nustatyti linijinius matmenis.

Sprendimas

Pagal apibrėžimą: ρ = m: V, tačiau šioje formulėje nėra norimos reikšmės, todėl naudojame:

Pakeitę į pagrindinę formulę, gauname: ρ = m: Sh, iš kurios:

Apskaičiuokime: h = 5 g: (500 cm 2 x 8,92 g/cm 3) = 0,0011 cm = 11 mikronų.

Atsakymas: vario sluoksnio storis 11 mikronų.

Eksperimentinis tankio nustatymas

Fizikos mokslo eksperimentinis pobūdis parodomas laboratoriniais eksperimentais. Šiame etape įgyjami eksperimentų atlikimo ir jų rezultatų paaiškinimo įgūdžiai.

Praktinė užduotis nustatyti medžiagos tankį apima:

• Skysčio tankio nustatymas. Šiame etape vaikai, kurie anksčiau naudojo graduotą cilindrą, gali lengvai nustatyti skysčio tankį naudodami formulę.
• Taisyklingos formos kieto kūno tankio nustatymas. Ši užduotis taip pat nekelia abejonių, nes panašios skaičiavimo problemos jau buvo svarstytos ir sukaupta patirtis matuojant tūrius pagal linijinius kūnų matmenis.
• Netaisyklingos formos kietosios medžiagos tankio nustatymas. Atlikdami šią užduotį naudojame netaisyklingos formos kūno tūrio nustatymo metodą naudojant stiklinę. Verta dar kartą priminti šio metodo ypatybes: kietosios medžiagos gebėjimą išstumti skystį, kurio tūris lygus kūno tūriui. Tada problema išspręsta standartiniu būdu.

Išplėstinės užduotys

Užduotį galite apsunkinti paprašydami vaikų identifikuoti medžiagą, iš kurios pagamintas kūnas. Šiuo atveju naudojamų medžiagų tankio lentelė leidžia atkreipti dėmesį į gebėjimo dirbti su informacine informacija poreikį.

Spręsdami eksperimentinius uždavinius, iš studentų reikalaujama turėti reikiamą žinių kiekį matavimo vienetų naudojimo ir perskaičiavimo srityje. Tai dažnai sukelia daugiausia klaidų ir praleidimų. Galbūt šiam fizikos studijų etapui reikėtų skirti daugiau laiko, tai leidžia palyginti žinias ir mokslinių tyrimų patirtį.

Tūrinis tankis

Grynos medžiagos tyrimas, žinoma, įdomus, bet kaip dažnai randamos grynos medžiagos? Kasdieniame gyvenime susiduriame su mišiniais ir lydiniais. Kaip tokiu atveju būti? Tūrinio tankio sąvoka neleis mokiniams padaryti įprastos klaidos, naudojant vidutinį medžiagų tankį.

Labai svarbu išsiaiškinti šį klausimą, duoti galimybę pamatyti ir pajusti skirtumą tarp medžiagos tankio ir tūrinio tankio jau ankstyvosiose stadijose. Suprasti šį skirtumą būtina toliau tiriant fiziką.

Šis skirtumas itin įdomus tuo atveju, kai pradinės tiriamosios veiklos metu leidžiama vaikui tirti tūrinį tankį, priklausantį nuo medžiagos sutankinimo ir atskirų dalelių (žvyro, smėlio ir kt.) dydžio.

Santykinis medžiagų tankis

Palyginti įvairių medžiagų savybes yra gana įdomu pagal santykinį medžiagos tankį – vieną iš tokių kiekių.

Paprastai santykinis medžiagos tankis nustatomas distiliuoto vandens atžvilgiu. Kaip tam tikros medžiagos tankio ir etaloninio tankio santykis, ši vertė nustatoma naudojant piknometrą. Tačiau ši informacija nenaudojama mokykliniame gamtos mokslų kurse, ji yra įdomi nuodugniam tyrimui (dažniausiai neprivaloma).

Fizikos ir chemijos studijų olimpiados lygis taip pat gali būti susijęs su „medžiagos santykinio tankio vandenilio atžvilgiu“ sąvoka. Paprastai jis taikomas dujoms. Norėdami nustatyti santykinį dujų tankį, nustatykite tiriamų dujų molinės masės ir naudojimo santykį.

Tai priklauso ne tik nuo jo dydžio, bet ir nuo medžiagos, iš kurios susideda kūnas. Taigi to paties tūrio kūnai, pagaminti iš skirtingų medžiagų, turi skirtingą masę ir atvirkščiai: vienodos masės kūnai, pagaminti iš skirtingų medžiagų, turi skirtingą tūrį.

Kūno tankis – masės ir tūrio santykis

Pavyzdžiui, geležies kubo, kurio briauna yra 10 cm, masė yra 7,8 kg, tų pačių matmenų aliuminio kubo masė yra 2,7 kg, o tokio paties ledo kubo masė yra 0,9 kg. Dydis, apibūdinantis tam tikros medžiagos tūrio vieneto masę, vadinamas tankiu. Tankis lygus kūno masės ir jo tūrio daliniui, t.y.

ρ = m/V, kur ρ (skaityti „ro“) – kūno tankis, m – jo masė, V – tūris.

Tarptautinėje vienetų sistemoje SI tankis matuojamas kilogramais kubiniame metre (kg/m3); taip pat dažnai naudojami nesisteminiai vienetai, tokie kaip gramai kubiniame centimetre (g/cm3). Akivaizdu, kad 1 kg/m3 = 0,001 g/cm3. Atkreipkite dėmesį, kad kaitinant medžiagas jų tankis mažėja arba (rečiau) didėja, tačiau šis pokytis yra toks nežymus, kad skaičiuojant į jį neatsižvelgiama.

Darykime išlygą, kad dujų tankis nėra pastovus; Kai kalbame apie dujų tankį, dažniausiai turime omenyje jų tankį esant 0 laipsnių Celsijaus ir normaliam atmosferos slėgiui (760 milimetrų gyvsidabrio).

Kūno masės ir tūrio skaičiavimas

Kasdieniame gyvenime dažnai susiduriame su poreikiu apskaičiuoti skirtingų kūnų mases ir tūrius. Tai galima patogiai padaryti naudojant tankį.

Įvairių medžiagų tankiai nustatomi iš lentelių, pavyzdžiui, vandens tankis 1000 kg/m3, etilo alkoholio tankis 800 kg/m3.

Iš tankio apibrėžimo išplaukia, kad kūno masė yra lygi jo tankio ir tūrio sandaugai. Kūno tūris lygus masės ir tankio daliniui. Tai naudojama skaičiavimuose:

m = ρ * V; arba V = m/p;

gdn m – duoto kūno masė, ρ – jo tankis, V – kūno tūris.

Pažvelkime į tokio skaičiavimo pavyzdį

Tuščios stiklinės masė m1 = 200 g.Jei įpilsite vandens, jo masė bus m2 = 400 g. Kokią masę turės ši stiklinė, jei įpilsite tiek pat (tūrio) gyvsidabrio?

Sprendimas. Raskime supilto vandens masę. Jis bus lygus stiklinės vandens masės ir tuščios stiklinės masės skirtumui:

mvanduo = m2- m1 = 400 g 200 g = 200 g.

Raskime šio vandens tūrį:

V = m / ρw = 200 g / 1 g/cm3 = 200 cm3 (p vandens tankis).

Raskime gyvsidabrio masę šiame tūryje:

mрт = ρртV = 13,6 g/cm3 * * 200 cm3 = 2720 g.

Raskime reikiamą masę:

m = mрт + m1 = 2720 g + 200 g = 2920 g.

Atsakymas: Stiklinės gyvsidabrio masė yra 2920 gramų.

Panagrinėkime sudėtingesnį skaičiavimo pavyzdį

Dviejų metalų luitas, kurių tankis ρ1 ir ρ2, turi masę m ir tūrį V. Nustatykite šių metalų tūrį luite.

Sprendimas. Tegu V1 yra pirmojo metalo tūris, V2 – antrojo metalo tūris. Tada V1 + V2 = V; V1 = V V2; ρ1V1 + p2V2 = ρ1V1 + ρ2 (V V1) = m

Tankiu paprastai vadinamas fizikinis dydis, kuris lemia objekto, medžiagos ar skysčio masės santykį su tūriu, kurį jie užima erdvėje. Pakalbėkime apie tai, kas yra tankis, kuo skiriasi kūno ir medžiagos tankis ir kaip (naudojant kokią formulę) rasti tankį fizikoje.

Tankio rūšys

Reikėtų paaiškinti, kad tankis gali būti suskirstytas į keletą tipų.

Priklausomai nuo tiriamo objekto:

• Kūno tankis – homogeniniams kūnams – yra tiesioginis kūno masės ir erdvėje užimamo tūrio santykis.
• Medžiagos tankis yra kūnų, susidedančių iš šios medžiagos, tankis. Medžiagų tankis yra pastovus. Yra specialios lentelės, kuriose nurodomas skirtingų medžiagų tankis. Pavyzdžiui, aliuminio tankis yra 2,7 * 103 kg/m3. Žinodami aliuminio tankį ir iš jo pagaminto kūno masę, galime apskaičiuoti šio kūno tūrį. Arba žinodami, kad korpusas susideda iš aliuminio ir žinodami šio kūno tūrį, galime nesunkiai apskaičiuoti jo masę. Kaip rasti šiuos dydžius, pažiūrėsime kiek vėliau, kai išvesime tankio skaičiavimo formulę.
• Jei kūnas susideda iš kelių medžiagų, tada norint nustatyti jo tankį, reikia apskaičiuoti jo dalių tankį kiekvienai medžiagai atskirai. Šis tankis vadinamas vidutiniu kūno tankiu.

Priklausomai nuo medžiagos, iš kurios susideda kūnas, poringumo:

• Tikrasis tankis yra tankis, kuris apskaičiuojamas neatsižvelgiant į kūno ertmes.
• Savitasis tankis – arba tariamasis tankis – yra tas, kuris apskaičiuojamas atsižvelgiant į kūno, sudaryto iš porėtos arba trupančios medžiagos, tuštumas.

Taigi, kaip rasti tankį?

Tankio skaičiavimo formulė

Formulė, padedanti nustatyti kūno tankį, yra tokia:

• p = m / V, kur p yra medžiagos tankis, m yra kūno masė, V yra kūno tūris erdvėje.

Jei apskaičiuosime tam tikrų dujų tankį, formulė atrodys taip:

• p = M / V m p - dujų tankis, M - molinė dujų masė, V m - molinis tūris, kuris normaliomis sąlygomis yra 22,4 l/mol.

Pavyzdys: medžiagos masė yra 15 kg, ji ​​užima 5 litrus. Koks medžiagos tankis?

Sprendimas: pakeiskite reikšmes į formulę

• p = 15 / 5 = 3 (kg/l)

Atsakymas: medžiagos tankis yra 3 kg/l

Tankio vienetai

Be to, kad žinote, kaip rasti kūno ir medžiagos tankį, turite žinoti ir tankio matavimo vienetus.

• Kietosioms medžiagoms - kg/m 3, g/cm 3
• Skysčiams - 1 g/l arba 10 3 kg/m 3
• Dujoms - 1 g/l arba 10 3 kg/m 3

Daugiau apie tankio vienetus galite perskaityti mūsų straipsnyje.

Kaip rasti tankį namuose

Norint nustatyti kūno ar medžiagos tankį namuose, jums reikės:

1. Svarstyklės;
2. Centimetras, jei kūnas tvirtas;
3. Indas, jei norite išmatuoti skysčio tankį.

Norėdami sužinoti kūno tankį namuose, turite išmatuoti jo tūrį naudodami centimetrą arba indą, o tada padėti kūną ant svarstyklių. Jei matuojate skysčio tankį, prieš atlikdami skaičiavimus būtinai atimkite indo, į kurį supylėte skystį, masę. Namuose apskaičiuoti dujų tankį yra daug sunkiau, rekomenduojame naudoti paruoštas lenteles, kuriose jau yra nurodyti įvairių dujų tankiai.