Innehåll
Densitet i fysik är ett mått på mängden av något som finns inom ett givet fysiskt utrymme (volym). För det mesta betecknar "täthet" enligt konvention "massatäthet", men som ett begrepp beskriver det helt enkelt hur trångt något är.
Befolkningstätheten i till exempel Hong Kong är extremt hög, medan Sibirien är extremt låg. Men i båda fallen är "människor" föremål för analys.
För ämnen som består av ett enda element i en viss mängd (till exempel ett gram rent guld eller silver) eller en homogen blandning av element (t.ex. en liter destillerat vatten, som innehåller väte och syre i ett känt, fast förhållande), det kan antas att det inte finns några meningsfulla variationer i densitet i provet.
Det innebär att om tätheten för ett 60 kg homogent objekt framför dig är 12 kg / L, bör varje utvald liten del av objektet ha detta värde för dess densitet.
Densitet definierad
Densitet tilldelas den grekiska bokstaven rho (ρ) och är helt enkelt massa m dividerat med volym V. SI-enheterna är kg / m3, men g / ml eller g / cc (1 ml = 1 cc) är vanligare enheter i labbinställningar. Dessa enheter valdes faktiskt för att definiera vattentätheten som 1,0 vid rumstemperatur.
Exempel på medeltäthet
Beroende på vilken typ av ämne eller ämnen som finns finns det ett antal sätt att närma sig ett problem med täthetsblandning.
Det enklaste är när du får en uppsättning av N-objekt och ombeds att bestämma genomsnittet för objekten i uppsättningen. Ett sådant exempel skulle uppstå i situationer där elementen i uppsättningen är av samma grundläggande "typ" (t.ex. människor i England, träd i en given skog i Montana, böcker i ett stadsbibliotek i Tennessee) men kan mycket starkt i karakteristiken i fråga (t.ex. vikt, ålder, antal sidor).
EXEMPEL: Du får tre block med okänd komposition, som har följande massor och volymer:
a) Beräkna medelvärdet av stenens täthet i uppsättningen.
Detta görs genom att räkna ut de individuella tätheterna för varje berg, lägga till dessa och dela med det totala antalet stenar i uppsättningen:
÷ 3 = (3,000 + 1,800 + 3,700) ÷ 3
= 2 833 g / 1.
b) Beräkna medeltätheten för berguppsättningen som helhet.
I detta fall delar du bara den totala massan med den totala volymen:
(2,250 + 900 + 1,850) ÷ (0.75 +0.50 + 0.50) = 5,000 ÷ 1.75
= 2 857 g / cc.
Siffrorna skiljer sig åt eftersom stenarna inte bidrar på lika sätt till dessa beräkningar.
Genomsnittlig täthetsformel: Blandning av ämnen
EXEMPEL: Du får en 5-L (5000 cc eller mL) bit av material från en annan planet och berättade att den består av tre smälta bitar av följande element i de angivna volymproportionerna:
Vilken är densiteten för hela delen?
Här konverterar du först procentenheterna till decimaler och multiplicerar dessa med de individuella densiteterna för att få blandningens genomsnittliga densitet:
(0.15)(15) + (0.60)(1.0) + (0.25)(0.50) = 2,975 g / cc