Kepadatan

Kami menjelaskan apa itu kepadatan, formulanya, bagaimana menghitungnya, tipe yang ada dan memberikan beberapa contoh

Di antara dua objek dengan volume yang sama, yang dengan kepadatan terbesar adalah satu yang memiliki massa terbesar

Apa itu kepadatan?

Itu kepadatan massa suatu zat adalah hasil bagi antara massa sampel dan volume yang ditempati, menjadi satuan ukuran kg/m³ Dalam sistem unit internasional. Huruf Yunani ρ (rho) sering digunakan untuk menunjukkannya.

Kepadatan air, yang merupakan cairan universal, adalah 1000 kg/m³ o 1 g/cm³ pada 25 ºC, karena kepadatan mengalami perubahan dengan suhu dan tekanan.

Sering kali ada objek dengan dimensi yang sama, namun beberapa lebih ringan dan lebih berat, ini karena perbedaan kepadatan. Objek yang lebih ringan memiliki kepadatan lebih sedikit dari yang terberat.

Kepadatan adalah sifat intensif materi, yang tidak tergantung pada jumlah massa sampel yang diperiksa, karena proporsi massa/volume yang tetap konstan untuk zat yang sama. Ini memungkinkan membedakan suatu zat dari yang lain.

Bahan memiliki berbagai kepadatan, anak di bawah umur adalah gas, jadi unit kg/m³ Itu sangat besar dan gram/liter atau g/l lebih disukai. Unit lain yang sering digunakan adalah gram/mililiter atau gram/sentimeter kubik.

Konsep kepadatan sangat berguna saat bekerja dengan cara kontinu seperti cairan, apakah gas atau cairan.

Formula kepadatan

Menurut definisi yang diberikan, kepadatan memiliki formula matematika yang diberikan oleh:

Di mana kepadatannya adalah ρ, m adalah volume massa dan v.

Bagaimana kepadatan diukur?

Kepadatan suatu objek dapat dihitung jika massa dan volumenya sebelumnya diukur. Yang terakhir tidak selalu mudah, karena sampel bisa tidak teratur, namun ada beberapa metode.

Dapat melayani Anda: Mars (planet)

Metode geometris

Jika sampel memiliki bentuk geometris reguler ada formula yang memungkinkan menghitung volume berdasarkan dimensinya. Adapun adonan, ini dapat diperoleh dengan bantuan keseimbangan.

Metode pendirian: perpindahan volume

Pengukuran volume kunci dengan volume yang dipindahkan

Jika objek tidak teratur, volumenya dapat ditentukan dengan mengukur volume yang dipindahkan ketika benar -benar direndam dalam cairan seperti air.

Untuk ini, wadah lulus digunakan dan diisi dengan volume air V yang tepat₁, Kemudian objek benar -benar tenggelam dan volume baru V diukur₂. Volume objek sama dengan perbedaan v₂ - V₁.

Untuk menggunakan metode ini, zat sampel tidak boleh dilarutkan dalam air dan Anda harus memiliki wadah lulus dengan ukuran yang tepat.

Kepadatan melalui prinsip Archimedes

Prinsip Archimedes dapat digunakan untuk mengetahui kepadatan sampel padat. Prinsip tersebut menyatakan bahwa tubuh parsial atau terendam benar -benar mengalami gaya naik yang disebut dorongan, yang besarnya sama dengan berat cairan yang dipindahkan saat menempatkan tubuh.

Untuk menentukan kepadatan suatu objek melalui prinsip Archimedes, langkah -langkah ini diikuti:

• Langkah 1

Tentukan massa m_C objek melalui keseimbangan.

• Langkah 2

Isi wadah dengan cairan yang kepadatannya diketahui, yang biasanya merupakan air suling. Nilai ini disebut m₁.

• Langkah 3

Benar -benar merendam benda padat dalam wadah dengan air, berhati -hatilah agar saya tidak menyentuh dinding. Diamati bahwa cairan memberikan dorongan DAN Pada solid up, dan ini pada gilirannya, oleh hukum ketiga Newton, memberikan reaksi dengan besarnya yang sama pada air, tetapi di arah yang berlawanan.

Dapat melayani Anda: fisika keadaan padat: sifat, struktur, contoh

Untuk menimbang set, nilai yang diperoleh, disebut m₂, Itu akan menjadi wadah penuh dengan air lebih banyak reaksi ini.

• Langkah 4

Dari persamaan untuk kepadatan, volume v tubuh dapat diekspresikan, yang setara dengan volume fluida yang dipindahkan:

Dimana m_C dan ρ_C Massa dan kepadatan tubuh masing -masing, sedangkan m_F dan ρ_C Mereka adalah massa dan kepadatan cairan yang dipindahkan. Dari ungkapan ini kepadatan tubuh ρ dibersihkan_C:

Massa cairan diusir_F Itu sederhana:

M_F = m₂ −m₁

Karena itu:

Jenis kepadatan

Kepadatan absolut  

Itu adalah kepadatan seperti yang didefinisikan sebelumnya: hasil bagi antara massa dan volume sampel.

Kepadatan relatif

Dipanggil juga Berat jenis, Itu adalah kepadatan suatu zat sehubungan dengan orang lain yang diambil sebagai referensi. Untuk padatan dan cairan zat referensi ini adalah air pada suhu 4 ° C dan 1 atm tekanan dan untuk gas itu adalah udara kering. Itu dihitung oleh:

Kepadatan relatif = kepadatan air/kepadatan air

Baik kepadatan material dan air harus diukur dalam kondisi tekanan dan suhu yang identik, dan mengekspresikan diri dalam unit yang sama.

Gambar berikut menunjukkan kepadatan relatif baja dan kayu.

Karena kepadatan baja adalah 7800 kg/m³ Dan airnya 1000 kg/m³, Kepadatan relatif baja, yang dilambangkan sebagai SG, adalah:

SG = 7800 /1000 = 7.8

Untuk bagiannya, kepadatan relatif kayu adalah:

SG = 500 /1000 = 0.5

Objek yang kepadatan relatifnya kurang dari 1 mengapung di dalam air, sedangkan mereka yang kepadatan relatifnya lebih besar dari 1 wastafel.

Kepadatan yang jelas

Ini dihitung dengan hasil bagi antara massa sampel dan volumenya, termasuk pori -pori dan ruang udara:

Dapat melayani Anda: Kesalahan acak: rumus dan persamaan, perhitungan, contoh, latihan

Kepadatan nyata = massa / volume = (massa _partikel + Massa _udara )/ (Volume _partikel+ Volume _udara)

Contoh kepadatan

• Logam teringan dari semuanya adalah lithium, dengan kepadatan 530 kg/m³
• Kepadatan darah adalah 1060 kg/m³
• Osmium adalah logam yang paling dikenal, dengan kepadatan 22570 kg/m³
• Quarks Plasma memiliki kepadatan 1 × 10¹⁹ kg/m³

Latihan terpecahkan

Latihan 1

Hitung kepadatan gabus, mengetahui bahwa kubus yang dibuat dengan bahan ini, yang mengukur 1.Sisi 5 cm, memiliki massa 1 g.

• Larutan

Volume kubus adalah:

V = ℓ³ = (1.5 cm)³ = 3.375 cm³

Pernyataan tersebut menunjukkan bahwa massa m dari kubus adalah m = 1 g, oleh karena itu, menggantikan nilai dalam persamaan kepadatan:

ρ = m / v = 1g / 3.375 cm³ = 0.296 g/cm³

Latihan 2

Berapa massa bola yang terbuat dari osmium radio 15 cm?

• Larutan

Mulai dari persamaan kepadatan:

Adonan dibersihkan sebagai:

M = ρ ∙ v

Penting untuk menghitung volume bola, yang diberikan oleh rumus:

Menjadi jari -jari bola. Karena kepadatan osmium adalah 22570 kg/m³, Lebih mudah untuk mengekspresikan 15 cm dalam meter:

R = 15 cm = 15 × 10⁻² M

V = (4/3) π × (15 × 10⁻² M)³ = 0.01414 m³

Nilai ini diganti dalam izin adonan:

M = ρ ∙ V = 22570 kg/m³ × 0.01414 m³ = 319.1 kg

Referensi

1. Chang, R. 2013. Kimia. 11va. Edisi. Pendidikan Bukit McGraw.
2. Giancoli, d.  2006. Fisika: Prinsip dengan aplikasi. 6. Ed Prentice Hall.
3. Shipman, J. 2009. Pengantar Ilmu Fisik. Edisi Keduabelas. Brooks/Cole, Edisi Cengage.
4. Tippens, hlm. 2011. Fisika: Konsep dan Aplikasi. Edisi ke -7. Bukit McGraw.
5. Universitas Antioquia. Kepadatan padatan. Pulih dari: mengajar.Anda.Edu.bersama.