Формула плотности в чем измеряется
Плотность
Плотность — это интенсивность распределения одной величины по другой.
Термин объединяет несколько различных понятий, таких как: плотность вещества; оптическая плотность; плотность населения; плотность застройки; плотность огня и многие другие. Рассмотрим два понятия, касающихся неразрушающего контроля.
1. Плотность вещества.
В физике плотностью вещества называют массу этого вещества, содержащуюся в единице объёма при нормальных условиях. Тела одинакового объёма, изготовленные из различных веществ, обладают различной массой, что и характеризует их плотность. К примеру, два куба одинаковых размеров, изготовленные из чугуна и алюминия, будут отличаться весом и плотностью.
Чтобы вычислить плотность какого-либо тела, нужно точно определить его массу и разделить её на точный объём этого тела.
кг/м 3
— Единицы измерения
плотности в международной
системе единиц (СИ)
г/см 3
— Единицы измерения
плотности в системе СГС
Выведем формулу вычисления плотности.
Для примера определим плотность бетона. Возьмём бетонный кубик весом 2,3 кг со стороной 10 см. Подсчитаем объём кубика.
Подставляем данные в формулу.
Бетонный куб со стороной 10 см
График зависимости плотности воды от температуры
От чего зависит плотность вещества
Плотность вещества меняется и при изменении его агрегатного состояния. Она скачкообразно растёт при переходе вещества из газообразного в жидкое состояние, и далее — в твёрдое. Здесь также есть исключения: плотность воды, висмута, кремния и некоторых других веществ снижается при затвердевании.
Чем измеряется плотность вещества
Для измерения плотности различных веществ применяются специальные приборы и приспособления. Так, плотность жидкостей и концентрация растворов измеряется различными ареометрами. Несколько разновидностей пикнометров предназначены для измерения плотности твёрдых тел, жидкостей и газов.
Металлический пикнометр
2. Оптическая плотность.
В физике оптической плотностью называют способность прозрачных материалов поглощать свет, а непрозрачных — отражать его. Это понятие в большинстве случаев характеризует степень ослабления светового излучения при прохождении его через слои и плёнки различных веществ.
Оптическую плотность принято выражать десятичным логарифмом отношения падающего на объект потока излучения к потоку, прошедшему через объект или отражённому от него:
Оптическая плотность=логарифм (поток излучения, падающий на объект 
где D – оптическая плотность; F0 – поток излучения, падающий на объект; F – поток излучения, прошедший через объект или отражённый от него).
В радиографическом методе контроля оптическая плотность является одним из основных параметров, определяющих пригодность снимков для их расшифровки. Допустимые значения этого параметра обусловлены требованиями ГОСТ 7512-82 (раздел 6 – расшифровка снимков).
Оптическая плотность измеряется в Беллах, сокращённое обозначение — «Б». Для измерения оптической плотности используется денситометр. Прибор сравнивает яркость негатоскопа и яркость точки на плёнке. По этим двум значениям прибор определяет оптическую плотность. Чем выше плотность, тем темнее изображение.
Денситометр ДП 5004
Плотность вещества
Плотность — физическая величина равная отношению массы тела к его объему, показывает массу единичного объема вещества.
Содержание
Виды плотности и единицы измерения
Плотность измеряется в кг/м³ в системе СИ и в г/см³ в системе СГС.
Для сыпучих и пористых тел различают
Формула нахождения плотности
Плотность находится по формуле: 
Зависимость плотности от температуры
Как правило, при уменьшении температуры плотность увеличивается, но есть вещества, чья плотность ведет себя иначе, например, вода, бронза и чугун.
При фазовых переходах, изменении агрегатного состояния плотность вещества меняется скачкообразно.
Самую большую плотность во Вселенной имеют черные дыры (ρ
10 11 кг/м³). Самую низкую плотность имеет межгалактическая среда (ρ
В астрономии большое значение имеет средняя плотность небесных тел, по ней можно приблизительно определить состав этого тела.
Плотности некоторых газов
| Азот | 1,250 | Кислород | 1,429 |
| Аммиак | 0,771 | Криптон | 3,743 |
| Аргон | 1,784 | Ксенон | 5,851 |
| Водород | 0,090 | Метан | 0,717 |
| Водяной пар (100° С) | 0,598 | Неон | 0,900 |
| Воздух | 1,293 | Углекислый газ | 1,977 |
| Хлор | 3,214 | Гелий | 0,178 |
| Этилен | 1,260 |
Измерение плотности
Ссылки
Полезное
Смотреть что такое «Плотность вещества» в других словарях:
плотность вещества — medžiagos tankis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Medžiagos kiekis vienetiniame tūryje. Matavimo vienetas: mol/m³. atitikmenys: angl. density of matter vok. Dichte der Materie, f; Materialdichte, f rus. плотность… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
плотность вещества — medžiagos tankis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. density of matter vok. Dichte der Materie, f rus. плотность вещества, f pranc. densité de la matière, f … Fizikos terminų žodynas
плотность вещества — medžiagos tankis statusas T sritis Energetika apibrėžtis Vienetinio tūrio medžiagos kiekis. Vienetas – mol/m³. atitikmenys: angl. density of matter vok. Dichte der Materie, f; Materiedichte, f rus. плотность вещества, f pranc. densité de la… … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas
Объемная плотность вещества (материала) — 2.12. Объемная плотность вещества (материала) величина, определяемая отношением массы вещества материала к занимаемому им объему, т.е. равная массе вещества (материала, содержащегося в единице объема). Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Теоретическая плотность вещества (материала) — 2.11. Теоретическая плотность вещества (материала) максимальная масса данного вещества (материала) в единице объема. Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Электронная плотность вещества — Число электронов в единице объема вещества Источник … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
критическая плотность (вещества) — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN critical density … Справочник технического переводчика
ПЛОТНОСТЬ — вещества масса данного вещества в едцнице его объема. П. определяется массой его молекул и густотой их расположения (числом их в единице объема). В твердых и жидких телах эта густота различна, и меж В. М. Э т. XXV. ду молекулярным ьесом. и П. нет … Большая медицинская энциклопедия
Плотность — У этого термина существуют и другие значения, см. Плотность (значения). Плотность Размерность L−3M Единицы измерения СИ … Википедия
Плотность вещества и формула плотности вещества
Вокруг нас находится множество различных тел, имеющих разные формы и размеры. Многие тела при одинаковых объёмах обладают различной массой. Данное явление объясняется плотностью, которая отличается у разных веществ.
Плотность считается одной из физических величин, относящихся к характеристикам вещества.
При известных массе \(m\) и объеме \(V\) плотность вещества ρ вычисляют делением его массы на объем.
Формула для вычисления плотности
Сложно разобраться самому?
Попробуй обратиться за помощью к преподавателям
Для определения плотности твердых веществ применяется такая формула:
Плотность газа в нормальных условиях определяют так:
где \(M\) является молярной массой газа, а \(V_m\) – его молярным объемом.
Твёрдые тела бывают сыпучими и пористыми.
Однородные тела
Плотность – величина постоянная, и для одного и того же вещества имеет разные значения лишь в разных агрегатных состояниях. Существуют огромные таблицы, содержащие плотности разнообразных веществ в трех агрегатных состояниях.
Примером однородного вещества есть вода. Бывают не такие однородные вещества, поэтому существует понятие средней плотности. Для её расчета определяют плотность вещества каждого компонента тела и вычисляют среднее значение. Для пористых и сыпучих тел применяют истинную плотность. Её определяют за вычетом пустот, имеющихся в строении вещества. Удельную плотность вычисляют делением массы вещества на весь объем, который оно занимает.
Эти величины связывает коэффициент пористости, который является отношением объема пустот ко всему объёму тела на момент исследования.
На плотность вещества оказывают влияние ряд факторов, которые могут повышать или понижать её значение. Например, при снижении температуры плотность вещества становится больше, однако разнообразные вещества по-разному реагируют на изменение температуры, из-за чего в разных температурных диапазонах их плотность меняется аномальным образом. Подобными свойствами обладает вода, чугун и прочие сплавы.
Что касается плотности воды, то аномальность её изменения при росте или снижении температуры состоит в резких скачках на границе изменения агрегатных состояний.
Сложно разобраться самому?
Попробуй обратиться за помощью к преподавателям
Как пример аномального поведения плотности, можно привести кремний, у которого при твердении плотность уменьшается.
Методы измерения плотности вещества
Для эффективного определения плотности веществ используется комплекс специальных приспособлений. Он состоит из линейки, весов и мерной колбы.
Для измерения плотности твердого тела применяют линейку, жидкого – мерную колбу.
Первым делом измеряют объем с помощью линейки или колбы. В соответствии со шкалой измерений фиксируют значение. Допустим, если предметом измерения является тело кубической формы, то его объем будет определяться размером ребра в третьей степени. Если измеряется плотность жидкости, то нужно вычитать массу сосуда, используемого для измерения.
Далее расчёт производится по вышеприведенной формуле.
Что касается определения плотности газов, данный процесс происходит намного сложнее с применением разнообразных измерительных приборов.
Зачастую для определения плотности жидкостей используют аэрометр. Истинную плотность изучают с использованием пикнометра. Почву исследуют с применением буров Качинского и Зайдельмана.
Онлайн конвертер плотности, формулы расчета и единицы измерения
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.
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.
Единицы измерения плотности
Официальной единицей измерения плотности в системе СИ является кг/м³. Поскольку это довольно большой объем, то для удобства чаще всего используют
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:
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).
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.
Онлайн конвертер объема, единицы и системы измерения, конвертация величин объема
Онлайн конвертер площади, единицы измерения площади в разных системах, их быстрый перевод
Онлайн конвертер длины, перевод всех систем измерения, метрическая, британо-американская, старорусская, морская, астрономическая, типографская
Онлайн конвертер долей, перевод дюжин, процентов, промилле и других единиц
Конвертер температур, перевод градусов Цельсия, Фаренгейта, Кельвина, Реомюра
Расход затирки для плитки на 1 м 2 — калькулятор, формула расчета
Плотность вещества
Содержание
Любое физическое тело имеет некоторую массу. Определить массу тела можно с помощью весов – путем взвешивания. А также и более сложным способом – при взаимодействии двух тел, зная их скорости, и массу одного из них. Согласитесь, что первый способ – более легкий и практичный.
Тела имеют разные характеристики: разные размеры и формы, разные материалы, разные состояния и структуру (жидкие, твердые и газообразные), разные массы.
Сегодня мы познакомимся с такой характеристикой как плотность, она покажет и объяснит нам, как может различаться масса тел одинаковой формы и размера.
Опытное подтверждение
Рассмотрим опыт, представленный на рисунке 1.
Рисунок 1. Взвешивание двух одинаковых тел, состоящих из разных веществ.
Возьмем два одинаковых цилиндра: они одинаковой формы и объема, но изготовлены из разных материалов.
Один сделан из алюминия, а другой из свинца. Поместим их на разные чаши весов.
В итоге, мы увидим, что масса цилиндра из алюминия будет почти в 4 раза меньше массы цилиндра из свинца.
Тела, имеющие равные объемы, но состоящие из разных веществ, имеют разные массы.
На рисунке изображены 3 тела массой 100 г: лед, железо и золото.
Рисунок 2. Тела одинаковой массы, но состоящие из разных веществ.
Здесь представлены тела одинаковой массы, но взгляните на их объем. Объем льда будет почти в 8,5 раз больше объема куска железа той же массы. А объем золота будет почти в 3 раза меньше объема железа.
Тела с равными массами, но состоящие из разных веществ, имеют разные объемы.
Определение плотности вещества
Вышерассмотренные свойства веществ, из которых состоят тела, объясняется тем, что разные вещества имеют разную плотность.
На рисунке 3 приведены другие примеры тел равного объема, но состоящих из разных веществ.
Рисунок 3. Тела равного объема, состоящие из разных веществ.
Плотность – это физическая величина, которая равна отношению массы тела к его объему:
$$плотность = \frac<масса><объем>$$
$$\rho = \frac
Единицы измерения плотности
В СИ плотность вещества измеряется в килограммах на кубический метр ($1 \frac<кг><м^3>$).
Также часто используется другая единица измерения – граммы на кубический сантиметр ($1 \frac<г><см^3>$) (рисунок 4).
Таблицы плотности некоторых тел и веществ
Плотность одного и того же вещества в твердом, жидком и газообразном состояниях различна.
Рисунок 5. Плотности одного вещества в разных агрегатных состояниях.
Плотности различных твердых тел
| Твердое тело | $\rho, \frac<кг><м^3>$ | $\rho, \frac<г><см^3>$ | Твердое тело | $\rho, \frac<кг><м^3>$ | $\rho, \frac<г><см^3>$ |
|---|---|---|---|---|---|
| Осмий | 22 600 | 22,6 | Мрамор | 2700 | 2,7 |
| Иридий | 22 400 | 22,4 | Стекло | 2500 | 2,5 |
| Платина | 21 500 | 21,5 | Фарфор | 2300 | 2,3 |
| Золото | 19 300 | 19,3 | Бетон | 2300 | 2,3 |
| Свинец | 11 300 | 11,3 | Кирпич | 1800 | 1,8 |
| Серебро | 10 500 | 10,5 | Сахар | 1600 | 1,6 |
| Медь | 8900 | 8,9 | Оргстекло | 1200 | 1,2 |
| Латунь | 8500 | 8,5 | Капрон | 1100 | 1,1 |
| Сталь, железо | 7800 | 7,8 | Полиэтилен | 920 | 0,92 |
| Олово | 7300 | 7,3 | Парафин | 900 | 0,90 |
| Цинк | 7100 | 7,1 | Лед | 900 | 0,90 |
| Чугун | 7000 | 7,0 | Дуб сухой | 700 | 0,70 |
| Корунд | 4000 | 4,0 | Сосна сухая | 400 | 0,40 |
| Алюминий | 2700 | 2,7 | Пробка | 240 | 0,24 |
Таблица 1
Плотности различных жидкостей
Плотности различных газов
Примеры расчета плотности вещества
2. Канистра объемом 30 л наполнена бензином. Масса полной канистры составляет 21,3 кг. Рассчитайте плотность бензина.
Переведем литры в кубические метры ($1 л = 0,001 м^3$):
$30 \cdot 0,001 = 0,03 м^3$.
Дано:
$V = 30 л$
$m = 21,3 кг$
Показать решение и ответ
Решение:
Если мы сравним полученное значение с табличным, то получим подтверждение, что задача решена верно.
3. Деревянный брусок из березы имеет следующие размеры: длину 3 м, высоту 10 см, и ширину 50 см. Масса бруска составляет 75 кг. Найдите плотность березы.
Дано:
$а = 3 м$
$b = 10 см$
$c = 50 см$
$m = 75 кг$
Показать решение и ответ
Решение:
Найдем объем бруска:
$V = a \cdot b \cdot c = 3 м \cdot 0,1 м \cdot 0,5 м = 0,15 м^3$.