Kaip matuojamas medžiagos tankis? Įvairių medžiagų tankis. Medžiagos tankis: formulė, apibrėžimas ir priklausomybė nuo temperatūros

Instrukcijos

Žinodami dvi aukščiau pateiktas reikšmes, galite parašyti tankio apskaičiavimo formulę medžiagų: tankis = masė / tūris, taigi ir norima vertė. Pavyzdys. Yra žinoma, kad 2 kubinių metrų tūrio ledo sangrūda sveria 1800 kg. Raskite ledo tankį. Sprendimas: Tankis yra 1800 kg/2 metrai kubiniu, todėl 900 kg, padalintas iš kubinių metrų. Kartais jūs turite konvertuoti tankio vienetus vienas į kitą. Kad nesusipainiotumėte, reikėtų atsiminti: 1 g/cm3 kub. yra lygus 1000 kg/m3 kub. Pavyzdys: 5,6 g/cm3 kubiškai yra lygus 5,6*1000 = 5600 kg/m3 kubo.

Vandenį, kaip ir bet kurį skystį, ne visada galima pasverti ant svarstyklių. Bet sužinok masė gali prireikti tiek kai kuriose pramonės šakose, tiek įprastose kasdienėse situacijose, pradedant rezervuarų skaičiavimu ir baigiant rezervo dydžio nustatymo vandens galite pasiimti su savimi baidarėje arba gumine valtimi. Norint apskaičiuoti masė vandens arba bet koks skystis, dedamas į tam tikrą tūrį, pirmiausia reikia žinoti jo tankį.

Jums reikės

• Matavimo indai
• Liniuotė, matavimo juosta ar bet koks kitas matavimo prietaisas
• Indas vandeniui pilti

Instrukcijos

Jei reikia skaičiuoti masė vandens mažame inde tai galima padaryti naudojant įprastas svarstykles. Pirmiausia pasverkite indą kartu su. Tada supilkite vandenį į kitą indą. Po to pasverkite tuščią indą. Atimti iš pilno indo masė tuščia. Tai bus inde vandens. Tokiu būdu galite masė ne tik skystus, bet ir birius, jei yra galimybė juos supilti į kitą indą. Šį metodą kartais vis dar galima pastebėti kai kuriose parduotuvėse, kuriose nėra įrangos. Pardavėjas pirmiausia pasveria tuščią stiklainį ar butelį, tada pripildo grietine, vėl pasveria, nustato grietinės svorį ir tik po to skaičiuoja jos savikainą.

Siekiant nustatyti masė vandens inde, kurio negalima sverti, turite žinoti du parametrus - vandens(ar bet koks kitas skystis) ir indo tūris. Tankis vandens yra 1 g/ml. Kito skysčio tankį galima rasti specialioje lentelėje, kurią dažniausiai rasite žinynuose.

Jei nėra matavimo puodelio, į kurį būtų galima pilti vandenį, apskaičiuokite indo, kuriame jis yra, tūrį. Tūris visada lygus pagrindo ploto ir aukščio sandaugai, o su pastovios formos indais paprastai nėra problemų. Apimtis vandens indelyje bus lygus apvalaus pagrindo plotui pagal aukštį, užpildytą vandeniu. Padauginus tankį? vienam tūriui vandens V, gausi masė vandens m: m=?*V.

Video tema

pastaba

Masę galite nustatyti žinodami vandens kiekį ir jo molinę masę. Vandens molinė masė yra 18, nes ji susideda iš 2 vandenilio atomų ir 1 deguonies atomo molinės masės. MH2O = 2MH+MO=2·1+16=18 (g/mol). m=n*M, kur m – vandens masė, n – kiekis, M – molinė masė.

Visos medžiagos turi tam tikrą tankį. Priklausomai nuo užimto ​​tūrio ir nurodytos masės, apskaičiuojamas tankis. Jis randamas remiantis eksperimentiniais duomenimis ir skaitinėmis transformacijomis. Be to, tankis priklauso nuo daugelio skirtingų veiksnių, dėl kurių kinta jo pastovi vertė.

Instrukcijos

Įsivaizduokite, kad jums duodamas indas, pripildytas iki kraštų vandens. Problema reikalauja rasti vandens tankį, nežinant nei masės, nei tūrio. Norint apskaičiuoti tankį, abu parametrai turi būti rasti eksperimentiškai. Pradėkite nuo masės nustatymo.
Paimkite indą ir padėkite jį ant svarstyklių. Tada išpilkite iš jo vandenį ir vėl pastatykite indą ant tų pačių svarstyklių. Palyginkite matavimo rezultatus ir gaukite vandens masės nustatymo formulę:
mob.- mс.=mв., kur mob. - indo masė su vandeniu (bendra masė), mс - indo masė be vandens.
Antras dalykas, kurį reikia rasti, yra vanduo. Supilkite vandenį į matavimo indą, tada naudokite ant jo esančią skalę, kad nustatytumėte inde esančio vandens tūrį. Tik po to naudokite formulę vandens tankiui rasti:
ρ=m/V
Šis eksperimentas gali tik apytiksliai nustatyti vandens tankį. Tačiau tam tikrų veiksnių įtaka gali. Susipažinkite su svarbiausiais iš šių veiksnių.

Esant vandens temperatūrai t=4 °C, vandens tankis ρ=1000 kg/m^3 arba 1 g/cm^3. Kai tai keičiasi, keičiasi ir tankis. Be to, tankį įtakojantys veiksniai

Formulės, naudojamos fizikos uždaviniuose, susijusiuose su tankiu, mase ir tūriu.

Tankis lygus kūno masės ir tūrio santykiui. Tankis žymimas graikiška raide ρ (ro).

PROBLEMŲ SPRENDIMO PAVYZDŽIAI

Užduotis Nr.1. Raskite pieno tankį, jei 206 g pieno užima 200 cm3 tūrį?

2 užduotis. Nustatykite plytos tūrį, jei jos masė yra 5 kg?

Užduotis Nr.3. Nustatykite 120 cm3 tūrio plieninės detalės masę

Užduotis Nr. 4. Dviejų stačiakampių plytelių matmenys yra vienodi. Kuri iš jų turi didžiausią masę, jei viena plytelė yra ketaus, o kita - plieninė?

Sprendimas: Iš medžiagų tankio lentelės (žr. puslapio pabaigoje) nustatome, kad ketaus tankis ( ρ 2 = 7000 kg/m 3) mažesnis už plieno tankį ( ρ 1 = 7800 kg/m 3). Vadinasi, ketaus tūrio vienete yra mažesnė masė nei plieno tūrio vienete, nes kuo mažesnis medžiagos tankis, tuo mažesnė jos masė, jei kūnų tūriai yra vienodi.

Uždavinys Nr. 5. Nustatykite kreidos tankį, jei jos 20 cm 3 tūrio gabalo masė lygi 48 g Išreikškite šį tankį kg/m 3 ir g/cm 3.

Atsakymas: Kreidos tankis 2,4 g/cm3, arba 2400 kg/m 3.

6 užduotis. Kokia yra ąžuolinės sijos, kurios ilgis yra 5 m, o skerspjūvio plotas 0,04 m 2, masė?

ATSAKYMAS: 160 kg.

SPRENDIMAS. Iš tankio formulės gauname m = p V. Atsižvelgiant į tai, kad pluošto tūris V = S l, mes gauname: m = pS l.

Skaičiuojame: m = 800 kg/m 3 0,04 m 2 5 m = 160 kg.

Užduotis Nr.7. Blokas, kurio masė yra 21,6 g, yra 4 x 2,5 x 0,8 cm dydžio. Nustatykite, iš kokios medžiagos jis pagamintas.

ATSAKYMAS: Strypas pagamintas iš aliuminio.

Užduotis Nr.8 (padidintas sunkumas). Tuščiavidurio vario kubo, kurio briaunos ilgis a = 6 cm, masė m = 810 g. Koks kubo sienelių storis?

ATSAKYMAS: 5 mm.

SPRENDIMAS: kubo tūris V K = a 3 = 216 cm 3. Sienos tūris V C galima apskaičiuoti žinant kubo masę m K ir vario tankis R: V C = m K / r = 91 cm 3. Todėl ertmės tūris V P = V K - V C = 125 cm 3. Nes 125 cm3 = (5 cm) 3, ertmė yra kubas su krašto ilgiu b = 5 cm. Iš to išplaukia, kad kubo sienelių storis lygus (a–b)/2 = (6 – 5)/2 = 0,5 cm.

9 uždavinys (olimpiados lygis). Mėgintuvėlio su vandeniu masė yra 50 g. To paties mėgintuvėlio, pripildyto vandens, bet su jame 12 g sveriančiu metalo gabalėliu, masė yra 60,5 g. Nustatykite į mėgintuvėlį įdėto metalo tankį.

ATSAKYMAS: 8000 kg/m 3

SPRENDIMAS: Jei dalis vandens iš mėgintuvėlio nebūtų išsiliejusi, tai tokiu atveju bendra mėgintuvėlio, vandens ir jame esančio metalo gabalo masė būtų lygi 50 g + 12 g = 62 g problemos sąlygomis vandens masė mėgintuvėlyje su metalo gabalėliu yra lygi 60,5 g, todėl metalo išstumto vandens masė lygi 1,5 g, t.y. 1/. 8 metalo gabalo masės. Taigi metalo tankis yra 8 kartus didesnis nei vandens tankis.

Tankio, masės ir tūrio uždaviniai su sprendimais. Medžiagos tankio lentelė.

Pramonėje ir žemės ūkyje reikia žinoti naudojamų medžiagų tankį, pavyzdžiui, betono masę ir tūrį betonuotojai skaičiuoja pagal jo tankį liedami pamatus, kolonas, sienas, tiltų atramas, šlaitus, užtvankas. ir tt Medžiagos tankis yra fizinis dydis, apibūdinantis kūno svorį, padalintą iš jos tūrio.

Daroma prielaida, kad kūnas yra ištisinis, be tuštumų ar kitų medžiagų priemaišų. Ši vertė įvairioms medžiagoms nurodyta nuorodų lentelėse. Bet įdomu sužinoti, kaip tokios lentelės pildomos, kaip nustatomas nežinomų medžiagų tankis. Paprasčiausi būdai nustatyti medžiagų tankį:

Skysčiams naudojant hidrometrą;

Skysčiams ir kietosioms medžiagoms matuojant tūrį bei masę ir apskaičiuojant pagal formulę.

Kartais dėl netaisyklingos kūnų formos ar didelio dydžio jų tūrį sunku ar net neįmanoma nustatyti naudojant liniuotę ar stiklinę. Tada kyla klausimas, kaip galima nustatyti jų tankį nematuojant tūrio, ar neįmanoma nustatyti medžiagos masės?

Darbo tikslas: Eksperimentinių uždavinių sprendimas įvairių medžiagų tankiui nustatyti.

Tikslai: 1) Išstudijuoti įvairius literatūroje aprašytus medžiagos tankio nustatymo metodus

2) Išmatuokite kai kurių medžiagų tankį literatūroje siūlomais metodais ir įvertinkite kiekvieno metodo paklaidos ribas

3) Remdamiesi nustatytais metodais, nustatykite nežinomos medžiagos tankį.

4) Lentelių pavidalu pateikite druskos, cukraus ir tirpalų tankį

4 įvairių koncentracijų vario sulfatas.

Medžiagos ir tyrimo metodai: Tyrimai atlikti su įprastomis medžiagomis: 10% druskos tirpalu, 10% vario sulfato tirpalu, vandeniu, aliuminiu, plienu ir kt. Matavimui buvo naudojami 4 tikslumo klasės prietaisai: svarstyklės su svarmenimis, hidrometras. , susisiekiantys indai iš skysčio manometro, taip pat kalorimetrinių kūnų rinkinys. Eksperimentai buvo atliekami kambario temperatūroje (20-250C), mokyklos pastate, fizikos kabinete.

5 11. 3. Skysčio tankio nustatymas a) Kūno svėrimo ore ir nežinomame skystyje metodas

Tikslas: nustatyti skysčio (vario sulfato tirpalo) tankį. Vandens tankis ρ0 yra 1000 kg/m.

Prietaisai: Dinamometras, siūlas, indas su vandeniu, indas su nežinomu skysčiu, korpusas iš kalorimetrinių kūnų rinkinio.

Eiga: dinamometru nustatome kūno svorį ore (P1), vandenyje (P2) ir nežinomame skystyje (P3).

FA=ρgV – jėga

Archimedas Archimedo jėga, veikianti kūną vandenyje, yra lygi

FA=P1-P2 ir nežinomame skystyje:

Pagal Archimedo dėsnį rašome

P1-P2 = ρ0 Vg, (1)

Išspręsdami (1) ir (2) lygčių sistemą, randame nežinomo skysčio tankį:

ρ=(P1-P3)/Vg, V=(P1-P2)/ρ0g, ρ=(P1-P3/P1-P2)ρ0.

ρ= (1H-0,6H/1H-0,7H)1000 kg/m3 = 400H kg/m3/0,3H=1333.(3) kg/m3 b) Palyginimo metodas su vandens tankiu

Įranga: Ryšio indai iš stiklinių vamzdelių (su svarstyklėmis), guminis vamzdelis, stiklinė, pipetė, kolbos (arba stikliniai indai) su įvairiais skysčiais.

Darbo eiga: 1. Ant vieno susisiekiančių indų galo uždėkite guminę juostelę.

6 vamzdelį (užspaudus paskutinį, kad oras per jį nepatektų į susisiekiančius indus).

2. Pipete tiriamasis skystis pilamas į susisiekiančius indus (iki tam tikro lygio).

3. Į stiklinę supilkite (iki tam tikro lygio) distiliuoto vandens.

4. Laisvasis guminio vamzdelio galas panardinamas (iki dugno) į stiklinę (1 pav.). Tokiu atveju pasikeis skysčio lygis susisiekiančių kraujagyslių alkūnėse (tegul h1 yra lygių skirtumas alkūnėse)

5. Bandomas skystis išpilamas iš susisiekiančio indo ir į jo vietą pilamas distiliuotas vanduo iki ankstesnio lygio.

6. Išsipylę vandens iš stiklinės, supilkite į ją tiriamąjį skystį iki ankstesnio lygio.

7. Dar kartą panardinkite laisvą guminio vamzdelio galą į stiklinę ir vėl suraskite lygių skirtumą.

Kadangi skysčio lygio aukštis yra atvirkščiai proporcingas jo tankiui, galime rašyti: h1/h2 = ρx/ρв arba ρВ=h2ρВ/h1, kur ρВ ir ρX yra atitinkamai distiliuoto vandens ir tiriamo skysčio tankiai. .

h1= 3,5 cm h2= 5 cm

ρX = 5 cm / 3,5 cm 1000 kg/m3 = 1428 kg/m3

Taigi, žinodami skysčio tankį, galime sužinoti, kokį skystį tyrėme. Šiuo atveju tai yra vario sulfatas.

7 2. Kietosios medžiagos tankio nustatymas a) Mėginio svėrimo ore ir vandenyje metodas

Įranga: Svarstyklės su svareliais, 0,5 litro stiklas, siūlai ir vielos gabalai, bandiniai (aliuminio, skardos, granito, medžio, organinio stiklo gabalai, kamštiena).

Darbo atlikimo būdas: Siūlomas metodas leidžia nustatyti bet kurios medžiagos tankį (kurios tankis didesnis arba mažesnis už vandens), sveriant mėginį ore ir vandenyje.

Tegul m1 yra tiriamo kūno masė. Tada jo svorį ore galima rasti taip:

Р =m1g, (1) čia g yra laisvojo kritimo pagreitis. Panardintas į vandenį šis kūnas turi svorį

Čia FA yra Archimedo jėga:

(V – kūno išstumto vandens tūris, ρВ – jo tankis).

Subalansavę svarstykles, gauname:

P2 = m2g, (4) čia ta yra svarelių masė, kurią reikia padėti ant kairiosios keptuvės, kad svarstyklės būtų subalansuotos. Iš (1) - (4) gauname: m2=m1-ρвV (5)

Kadangi tūris V yra lygus į vandenį panardinto kūno tūriui, galime rašyti:

V=m1/ρx (6) čia ρx yra tiriamą kūną sudarančios medžiagos tankis. Iš (5) ir (6) randame:

ρx=m1/(m1-m2)ρв (7)

Darbo tvarka:

/. Tiriamų kūnų tankis yra didesnis nei vandens tankis.

1. Nustatykite tiriamo kūno masę m1.

2. Pririškite tiriamą kūną siūlu prie kairiosios svarstyklių padėklo ir nuleiskite į stiklinę vandens (kol visiškai panirs).

3. Ant to paties puodelio dedami m2 masės svareliai, reikalingi svarstyklėms subalansuoti.

4. Naudojant (7) formulę, nustatomas tiriamo kūno tankis ρx. Matavimo rezultatai įrašyti 1 lentelėje.

1 lentelė

Medžiaga m1, 10-3 m2, 10-3 ρx, 103 ρy, 103 ε, %

kg kg m-3 kg m-3

Aliuminis 21,85 13,65 2,664 2,698 1,2

Alavas 62,4 53,85 7,2982 7,298 0,003

Granitas 17,35 10,75 2,628 2,5-3 5

Plexiglas 3,75 0,75 1,23 1,18 4,2

ΙΙ. Tiriamų kūnų tankis yra mažesnis už vandens tankį.

1. Išmatuokite tiriamo kūno masę m1.

2. Korpusas standžiai pritvirtinamas prie kairiojo svarstyklių lėkštės, naudojant tris varinės vielos gabalėlius (0,5 - 0,7 mm skersmens; du gabalai 10 - 15 cm ilgio, vienas - 30 - 35 cm). Norėdami tai padaryti, jų galai susukami į ryšulį, kuriame pritvirtinama plieninė adata (arba standžios, smailios vielos gabalas), o viršutiniai trumpųjų vielų galai pritvirtinami prie svarstyklių puodelio iškyšų (1 pav.). 2).

Subalansuokite svarstykles. Tada tiriamas kūnas užsegamas ant adatos.

3. Kūnas visiškai panardinamas į vandenį, o į kairę svarstyklių indą pridedami m2 masės svareliai ir pasiekiama pusiausvyra. Pagal formulę

ρx=m1/(m1+m2)ρx raskite tiriamo kūno tankį. Matavimo rezultatai užfiksuoti 2 lentelėje.

2 lentelė

medžiaga m3,10-3 m2,10-3 kg pх, 103 kgm-3 ρy, stalas. ε, %

Kamštienos mediena 3,7 22,5 0,14 0,2 30

20 25 0,44 0,45 2,2 b) Metodas, pagrįstas kūnų plūduriavimo sąlygomis.

Įranga: plastilino gabalas, cilindrinis indas su vandeniu

(ρ = 1 g/cm3), liniuotė.

Darbo eiga: 1. Plastilino gabalėlį panardiname į indą su vandeniu ir liniuote išmatuojame skysčio lygio h1 pokyčius inde.

2. Iš plastilino pasidarome „valtelę“ ir leidžiame plaukioti inde su vandeniu. Vėl išmatuojame skysčio lygio h2 pokytį.

3. Raskite plastilino tankį pagal formulę:

ρsluoksnis = mlayer / Sluoksnis = ρSh2 / Sh1 = ρВh2/h1

ρ sluoksnis = ρВh2/h1 h1 = 2 mm h2 = 4 mm

ρplast = 1000 kg/m3 4mm / 2mm = 2000 kg/m3

Nežinomos medžiagos tankio nustatymas

Tikslas: Nustatyti nežinomos medžiagos X tankį kietoje būsenoje. X medžiaga netirpsta vandenyje ir su ja nevyksta cheminių reakcijų.

Įranga: stiklinė stiklinė su vandeniu, mėgintuvėlis, matavimo liniuotė, nežinoma medžiaga X mažų gabalėlių pavidalu.

Darbo eiga: Pirmiausia į mėgintuvėlį dedame tik nežinomą medžiagą X ir pažymime mėgintuvėlio panardinimo gylį H. Tada iš mėgintuvėlio išimame medžiagą X ir įpilame tiek vandens, kad H panardinimo gylis antrajame eksperimente būtų lygiai toks pat kaip ir pirmame eksperimente. Šiuo atveju vandens masė mв mėgintuvėlyje antrajame eksperimente yra lygi nežinomos medžiagos masei mх pirmame eksperimente: mв = mX

Medžiagos X tankis ρX gali būti apskaičiuojamas naudojant lygybę ρX = mX/VX = mB/VX. Norėdami sumažinti galimas matavimo paklaidas nustatant mėgintuvėlio gylį H, naudosime tokią metodiką.

Į stiklinę įpilkite tiek vandens, kad jos lygis būtų maždaug 1 cm žemiau krašto. Į mėgintuvėlį mažomis porcijomis uždėjus nežinomą medžiagą X, pasieksime tokį panardinimo gylį, kuriame viršutinis mėgintuvėlio kraštas būtų indo viršutinio krašto lygyje. Šią mėgintuvėlio padėtį galima labai tiksliai nustatyti naudojant liniuotę, uždėtą ant stiklo.

Tada pakeitę nežinomą medžiagą vandeniu, mes pasieksime lygiai tokį patį mėgintuvėlio panardinimo gylį, palaipsniui įpildami į jį vandens.

Išmatuokime vandens lygio aukštį h1 mėgintuvėlyje. Vandens tūris mėgintuvėlyje yra

VВ = Sh1, kur S yra vidinis mėgintuvėlio skerspjūvio plotas. Nuleiskime anksčiau eksperimente naudotą nežinomą medžiagą į mėgintuvėlį su vandeniu ir pamatuokime jame vandens lygio aukštį h2. Medžiagos tūris Vx gali būti išreikštas per mėgintuvėlio vidinio skerspjūvio plotą S ir vandens lygio h2 - h1 aukščio pokytį mėgintuvėlyje, kai medžiaga nuleidžiama į vandenį:

Medžiagos tankis ρX lygus

ρX = mX/VX = mВ/VX = ρВВВ/VX = ρВSh1/(S(h2-h1)),

ρX = ρВh1/(h2-h1).

h1 =3. 3 cm h2= 3,8 cm

ρX = 1000kg/m3

ρX =1000kg/m3 3,3 cm/(3,8-3,3 cm) = 3,3 cm

1000 kg/m3 / 0,5 cm = 6,6 cm 1000 kg/m3 = 6600 kg/m3

Palyginus mūsų rezultatą su lentelės duomenimis, galime daryti prielaidą, kad nežinoma medžiaga yra cinkas.

Skirtingų koncentracijų skysčių tankio nustatymas

Tikslas: nustatyti skirtingų koncentracijų druskos, cukraus ir vario sulfato tirpalų tankius. Sukurkite lenteles pagal gautus duomenis. Įranga: Svarstyklės su svarmenimis, mėgintuvėlis (250 ml), aliuminio puodelis.

Medžiagos: cukrus, druska, vario sulfatas. Darbo eiga: a) Druskos tirpalas

Norint gauti skirtingos koncentracijos tirpalą, į vandenį reikia įberti vieną arbatinį šaukštelį (5,6 g) druskos. Po kiekvieno šaukšto reikia išmatuoti gauto tirpalo svorį ir tūrį, atsižvelgiant į tai, kad m stiklinė = 44,75 g.

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 svoris 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) matmenys, taip pat jų skaitinės reikšmės, išreikštos toje pačioje vienetų sistemoje, skiriasi viena nuo kitos *.

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, paimto tame pačiame tūryje kaip medžiaga, tam tikromis pastoviomis sąlygomis santykis.

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 tankis didėja didėjant koncentracijai 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 žinomą santykinį tankį, apskaičiuotą esant standartinei 20 ° C temperatūrai, apytiksliai nustatyti santykinį tankį esant kitoms temperatūroms, kurios kartais gali būti reikalingos Santykinis skysčių tankis gali būti nustatytas 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.

§ 9. Koks yra materijos tankis?

Ką jie turi omenyje sakydami: sunkūs kaip švinas ar lengvi kaip plunksnos? Aišku, kad švino grūdelis bus lengvas, o kartu ir pūkų kalnas turės nemažą masę. Tie, kurie naudoja tokius palyginimus, turi omenyje ne kūnų masę, o kokią nors kitą charakteristiką.

Dažnai gyvenime galite rasti kūnų, kurių tūris yra toks pat, bet skirtingos masės. Pavyzdžiui, pomidoras ir mažas rutuliukas. O parduotuvėje didelis pasirinkimas prekių, kurios vienodos masės, bet skiriasi tūriu, pavyzdžiui, pakelis sviesto ir pakelis kukurūzų lazdelių. Iš to išplaukia, kad vienodos masės kūnai gali turėti skirtingą tūrį, o vienodo tūrio kūnų masė gali skirtis. Tai reiškia, kad yra tam tikras fizinis dydis, jungiantis abi šias charakteristikas. Šis kiekis buvo vadinamas tankis (žymima graikų abėcėlės raide ρ – rho).

Tankis yra fizikinis dydis, skaitiniu požiūriu lygus 1 cm3 medžiagos masei. Tankio vienetas kg/m3 arba g/cm3. Taigi medžiagos tankis nekinta pastoviomis sąlygomis ir nepriklauso nuo kūno tūrio.

Yra keletas būdų, kaip nustatyti medžiagos tankį. Vienas iš šių metodų yra medžiagos masės nustatymas sveriant ir išmatuojant jos užimamą tūrį. Naudodamiesi gautomis vertėmis, galite apskaičiuoti tankį, padalindami kūno masę iš jo tūrio.

Kūno masė T

Tankis = ----- arba ρ = --

Kūno apimtis V

Medžiagos tankį ne visada reikia skaičiuoti. Taigi, norint išmatuoti skysčio tankį, yra prietaisas - hidrometras. Jis panardinamas į skystį Priklausomai nuo skysčio tankio, hidrometras panardinamas į jį skirtingu gyliu.

Žinodami medžiagos tankį ir kūno tūrį, galite apskaičiuoti kūno masę ir apsieiti be svarstyklių, t = V* ρ

Žinant medžiagos tankį ir kūno masę, nesunku apskaičiuoti jos tūrį.

V=m/ρ

Tai labai patogu, kai tiriamo kūno forma yra sudėtinga, pavyzdžiui, sraigės kiautas ar mineralo fragmentas.

Šiek tiek istorijos. Taip garsusis Archimedas meluojant sučiupo Sirakūzų juvelyrą, kuris 250 metų prieš Kristų karaliui Heronui padarė ne iš gryno aukso karūną. Paaiškėjo, kad vainiko medžiagos tankis yra mažesnis už aukso tankį. Juvelyras neturėjo supratimo apie apreiškimą, nes karūnos forma buvo neįtikėtinai sudėtinga.

Skirtingų medžiagų tankiai nustatomi ir įrašomi į specialias lenteles. Tokią lentelę turite savo dirbtuvių sąsiuvinyje 22 puslapyje.

Iš lentelės, pateiktos dirbtuvių sąsiuvinyje, aišku, kad dujinės būsenos medžiagos turi mažiausią tankį; didžiausios – medžiagos kietoje būsenoje. Tai paaiškinama tuo, kad dujose esančios molekulės yra toli viena nuo kitos, o kietosiose medžiagose – arti. Todėl medžiagos tankis yra susijęs su tuo, kaip arti ar toli yra molekulės. O pačios skirtingų medžiagų molekulės skiriasi ir mase, ir dydžiu.

Skirtingos medžiagos turi skirtingą tankį, kuris priklauso nuo molekulių masės ir dydžio, taip pat nuo jų santykinės padėties. Medžiagos tankį galima apskaičiuoti žinant jos masę ir kūno tūrį. Skysčių tankiui matuoti yra prietaisas, vadinamas hidrometru, o įvairių medžiagų tankiui nustatyti yra sudarytos specialios lentelės.

Hidrometras * Medžiagų tankis

Pasitikrink savo žinias

1. Koks fizikinis dydis vadinamas materijos tankiu?

2. Kokius kiekius reikia žinoti norint apskaičiuoti medžiagos tankį?

3. Kokiu prietaisu galima nustatyti skysčio tankį? Kaip jis pastatytas?

4. Naudodamiesi medžiagų tankio lentele, nustatykite tankį: aliuminio, distiliuoto vandens, medaus.

5. Naudodamiesi medžiagos tankio lentele, pavadinkite:

a) didžiausio tankio medžiaga;

b) su mažiausiu tankiu;

c) kurių tankis didesnis nei distiliuoto vandens.

b. Gamtoje skirtingo tankio medžiagos dažnai sąveikauja. Naudodamiesi medžiagų tankio lentele paaiškinkite, kodėl:

a) ledas visada yra vandens paviršiuje;

b) balos paviršiuje plūduriuoja benzino plėvelė;

c) ar žmogui lengviau maudytis jūros vandenyje nei gėlame?