Innehåll
- Vad är volymdensitet?
- Beräkning av isens volym
- Ett snabbt sätt att konvertera is till vattenvolym
- tips
- Vikt, massa och volym
Det är en varm sommardag och du vill göra dig själv ett trevligt glas saft. Du lägger till lite is i din dryck, och limonaden går över! Men din vän, som tillsatte is till sin drink innan han hällde in limonaden, har inga spill, även när isen smälter i drinken.
För att förstå detta fenomen måste du förstå hur vattentätheten förändras med temperaturen.
Vad är volymdensitet?
För att förstå hur man beräknar ett volymförhållande is / vatten-förhållande, kan du fråga, "1 kopp is är lika mycket hur mycket vatten?" För att besvara den här frågan måste du förstå densiteten.
Vattens volymdensitet beskriver massan av vatten som lever i en volymenhet. Dimensionerna för volymdensitet är därför massa per enhetsvolym. Enheterna kan vara gram per enhet enhet milliliter (g / ml), kg per enhet enhet (kg / L) eller någon annan enhet för massa per volymenhet. Densiteten för flytande vatten är verkligen lätt att komma ihåg: det är 1 g / ml.
Beräkning av isens volym
Vatten är faktiskt en mycket ovanlig substans eftersom fast vatten (kallat is) är mindre tätt än flytande vatten. Isens densitet är 0,92 g / ml, vilket innebär att om du tar ett gram vatten och lägger i frysen, när du tar ut det, kommer det att ha expanderat i volym och ta mer utrymme än när det var flytande.
Omvänt, (kom ihåg limonaden från tidigare), om du börjar med en drink med några isbitar, och de smälter, kommer vattennivån i koppen faktiskt att vara densamma, eftersom den flytande isen bara tar lika mycket utrymme som dess den nedsänkta delen gjorde när den har smält.
Men tänk om du har en solid kopp is? Hur många koppar vatten har du när isen smälter?
Börja med att omvandla amerikanska koppar till milliliter: 1 U.S. kopp = 236,588 ml för att använda den kända densiteten i enheter av gram per milliliter. Multiplicera nu volymen i milliliter med isens densitet för att få gram vatten, som inte förändras när temperaturen på vattnet ändras.
Därför är vattnets massa 236,588 ml gånger 0,92 g / ml = 217,661 g vatten. För att beräkna volymen på 217,661 gram flytande vatten, dela enkelt gram vatten med densiteten för flytande vatten: 217,661 g / (1 g / ml) = 217,661 ml, eller cirka 0,92 koppar vatten.
Ett riktigt bra sätt att kontrollera ditt arbete är att kontrollera om svaret du fick "är vettigt." I det här fallet vet du det volymen minskar när is smälter till flytande vatten. Så om volymen minskade är du på rätt spår! När man tittade på siffrorna bestämdes det att cirka 237 ml is smälter till cirka 218 ml flytande vatten; så svaret "är meningsfullt!"
Ett snabbt sätt att konvertera is till vattenvolym
Det är värt att komma ihåg hela proceduren för att beräkna volymer från densiteter, men att använda förhållandet is till vatten är ett snabbt sätt att göra denna beräkning.
Förhållandet mellan densiteterna är helt enkelt densiteten i en dividerad med den andra densiteten: Isens densitet är vatten 0,92. Med förhållandet kan man helt enkelt multiplicera isens volym med 0,92, vilket är omvandlingsfaktorn för volymen is till flytande vatten.
Lägg märke till att tidigare kan du bara ha använt detta förhållande för att snabbt beräkna att 1 kopp is resulterar i 0,92 koppar flytande vatten.
I allmänhet, precis som exemplet med is-till-vattenvolymomvandling, kan du använda förhållanden för snabba omvandlingar i andra situationer också.
tips
Vikt, massa och volym
Alla dessa termer, vikt, massa och volym, har vad som kallas "enheter". Var och en berättar vilken typ av kvantitet som mäts.
Vikt är ett objekts kraft på grund av dess massa och den lokala tyngdkraften, men massan är bara mängden materia i ett objekt. Objektets massa förändras bara om någon fysiskt skär en del av det från objektet och tar bort det, men vikten på ett objekt kan förändras om någon flyttar den från en dal till toppen av ett berg.
Volym å andra sidan är den mängd fysiskt utrymme som behövs för en viss mängd massa.
Det är viktigt att komma ihåg skillnaderna mellan dessa mängder, så att du kan se till att dina svar "är vettiga!"