java switch int

Hvad er tætheden af ​​vand? Er det lige meget hvad temperaturen er? Hvordan kan du finde ud af tætheden af ​​andre genstande og væsker?

I denne vejledning forklarer vi vandtætheden, giver et diagram, du kan bruge til at finde densiteten af ​​vand ved forskellige temperaturer, og forklarer tre forskellige måder at beregne tætheden på.

Hvad er tætheden af ​​vand?

Massefylde er massen pr. volumenhed af et stof. Vandets massefylde er mest angivet som 1 g/cm³, men nedenfor er densiteten af ​​vand med forskellige enheder.

Det er ikke tilfældigt, at vand har en densitet på 1. Massefylde er masse divideret med volumen (ρ=m/v), og vand blev brugt som grundlag for at bestemme den metriske masseenhed, hvilket betyder en kubikcentimeter (1 cm)³) vand vejer et gram (1g).

Altså 1g/1cm³= 1 g/cm³, hvilket giver vand dets tæthed, der er let at huske. Vandets nøjagtige tæthed afhænger dog af både lufttrykket og temperaturen i området. Disse variationer i tæthed er dog meget små, så medmindre du har brug for at kende meget nøjagtige beregninger, eller eksperimentet finder sted i et område med en ekstrem temperatur/tryk, kan du fortsætte med at bruge 1 g/cm³for vandtæthed. Du kan se på skemaet i næste afsnit for at se, hvordan vands massefylde ændrer sig med temperaturen.

Bemærk, at disse vandtæthedsværdier kun gælder for rent vand. Saltvand (ligesom oceanerne) har en anden tæthed, som afhænger af, hvor meget salt der er opløst i vandet. Havvandsdensiteten er typisk lidt højere end densiteten af ​​rent vand, omkring 1,02 g/cm³til 1,03 g/cm³.

Vandtæthed ved forskellige temperaturer

Nedenfor er et diagram, der viser densiteten af ​​vand (i gram/cm³) ved forskellige temperaturer, lige fra under vands frysepunkt (-22°F/-30°C) til dets kogepunkt (212°F/100°C).

Som du kan se i diagrammet, har vand kun en nøjagtig massefylde på 1 g/cm³ved 39,2°F eller 4,0°C. Når du kommer under vandets frysepunkt (32°F/0°C), vandtætheden falder pga is er mindre tæt end vand. Det er grunden til, at is flyder oven på vand, og når du putter isterninger i et glas vand, synker de ikke bare direkte til bunden.

Diagrammet viser også, at for det temperaturområde, der er typisk for indendørs videnskabelige laboratorier (ca. 50°F/10°C til 70°F/21°C), er vandtætheden meget tæt på 1 g/cm³, hvilket er grunden til, at denne værdi bruges i alle undtagen de mest nøjagtige tæthedsberegninger. Det er først, når temperaturen er meget ekstrem i den ene eller anden retning (tæt på frysning eller kogning), at vandtemperaturen ændrer sig nok til, at 1 g/cm³ikke længere ville være acceptabelt nøjagtige.

justering af billeder i css

Kilde: USGS

Sådan beregnes massefylden af ​​et stof

Så ved du, at du ved, hvad tætheden af ​​vand er ved forskellige temperaturer, men hvad hvis du vil finde tætheden af ​​noget, der ikke er vand? Det er faktisk ret nemt at gøre!

Du kan finde massefylden af ​​ethvert stof ved at dividere dets masse med dets volumen. Formlen for tæthed er: ρ=m/v , med tæthed repræsenteret ved symbolet ρ (udtales 'rho').

Der er tre hovedmåder at beregne tætheden på, afhængigt af om du prøver at finde tætheden af ​​et regelmæssigt formet objekt, et uregelmæssigt objekt eller en væske, og om du har specielle værktøjer som et hydrometer.

Beregning af tætheden af ​​et regulært objekt

For almindelige objekter (dem, hvis ansigter er standardpolygoner, såsom firkanter, rektangler, trekanter osv.) kan du beregne masse og volumen ret nemt. Massen af ​​et objekt er simpelthen, hvor meget det vejer, og alle regulære polygoner har en ligning til at bestemme deres volumen baseret på deres længde, bredde og højde.

setinterval javascript

Lad os for eksempel sige, at du har et rektangulært stykke aluminium, der vejer 865g og måler 10 cm x 8 cm x 4 cm. Først vil du finde volumen af ​​stykket aluminium ved at gange længden, bredden og højden (som er ligningen for volumen af ​​et rektangel).

V = 10 cm x 8 cm x 4 cm = 320 cm³

Dernæst dividerer du massen med volumenet for at få densitet (ρ=m/v).

865g/320cm³= 2,7 g/cm³

Så tætheden af ​​aluminium er 2,7 g/cm³, og det gælder for ethvert stykke (rent og solidt) aluminium, uanset størrelsen.

Beregning af massefylden af ​​en flydende eller uregelmæssig genstand

Hvis objektet har en uregelmæssig form, og du ikke nemt kan beregne dets volumen, du kan finde dens volumen ved at placere den i en målecylinder fyldt med vand og måle mængden af ​​vand, den fortrænger. Arkimedes' princip siger, at en genstand fortrænger et volumen væske svarende til dets eget volumen. Når du har fundet volumen, vil du bruge standard ρ=m/v ligningen.

Så hvis du havde et andet, uregelmæssigt stykke aluminium, der vejede 550g og fortrængte 204mL vand i en gradueret cylinder, så ville din ligning være ρ = 550g/204mL = 2,7g/mL.

Hvis stoffet, du forsøger at finde massefylden af, er en væske, kan du blot hælde væsken i målecylinderen og se, hvad dets volumen er, og derefter beregne densiteten derfra.

Beregning af massefylden af ​​en væske med et hydrometer

Hvis du forsøger at beregne tætheden af ​​en væske, kan du også gøre det ved at bruge et instrument kendt som et hydrometer. Et hydrometer ligner et termometer med en stor pære i den ene ende for at få det til at flyde.

hvordan man åbner en fil med java

For at bruge en sænker du blot forsigtigt hydrometeret ned i væsken, indtil hydrometeret flyder af sig selv. Find hvilken del af hydrometeret der er lige ved overfladen af ​​væsken og aflæs tallet på siden af ​​hydrometeret. Det vil være tætheden. Hydrometre flyder lavere i mindre tætte væsker og højere i mere tætte væsker.

Sammenfatning: Hvad er tætheden af ​​vand?

Vandtætheden er typisk afrundet til 1 g/cm³eller 1000 kg/m³, medmindre du laver meget nøjagtige beregninger eller udfører et eksperiment i ekstreme temperaturer. Vandets tæthed ændrer sig afhængigt af temperaturen, så hvis du laver et eksperiment tæt på eller forbi vands koge- eller frysepunkt, skal du bruge en anden værdi for at tage højde for ændringen i densitet. Både damp og is er mindre tætte end vand.

Ligningen for tæthed er ρ=m/v.

For at måle massefylden af ​​et stof kan du beregne et regulært formet objekts volumen og fortsætte derfra, måle volumenet af en væske eller hvor meget væske en uregelmæssig genstand fortrænger i en målecylinder, eller bruge et hydrometer til at måle en væskes tæthed.

Hvad er det næste?

Nu hvor du ved, hvorfor vands tæthed er unik, men hvad med dets andre egenskaber? Find ud af, hvorfor vandets specifikke varme er speciel .

Leder du efter andre fysik-relaterede emner? Vi lærer dig det hvordan man beregner acceleration med disse tre essentielle formler og give dig to simple eksempler på loven om bevarelse af masse .

escape karakter java

Vil du vide de hurtigste og nemmeste måder at konvertere mellem Fahrenheit og Celsius? Vi har dig dækket! Se vores guide til de bedste måder at konvertere Celsius til Fahrenheit (eller omvendt).

Studerer du skyer i din naturfagsklasse? Få hjælp til at identificere forskellige typer skyer med vores ekspertguide.

Skriver du en forskningsopgave til skolen, men er du i tvivl om, hvad du skal skrive om? Vores guide til forskning i papiremner har over 100 emner i ti kategorier, så du kan være sikker på at finde det perfekte emne til dig.