Bir malzemenin yoğunluk birim hacim başına kütlesi olarak tanımlanır. Başka bir deyişle, yoğunluk kütle ve hacim veya birim hacim başına kütle arasındaki orandır. Bir cismin birim hacimde (metreküp veya santimetre) ne kadar "malzeme" olduğunun bir ölçüsüdür. Yoğunluk aslında maddenin birbirine ne kadar sıkı sıkıştırıldığının bir ölçüsüdür. Yoğunluk ilkesi Yunan bilim adamı tarafından keşfedildi Arşimetve formülü biliyor ve ilgili birimleri anlarsanız hesaplamak kolaydır.
Yoğunluk Formülü
Yoğunluğu hesaplamak için (genellikle Yunan harfi "ρ") bir nesnenin kütlesini (m) ve birime (v):
ρ = m / v
SI birimi yoğunluk metre küp başına kilogramdır (kg / m3). Ayrıca, cgs birimi santimetre küp başına gram (g / cm)3).
Yoğunluk Nasıl Bulunur?
Yoğunluğu incelerken, örnek problem önceki bölümde belirtildiği gibi yoğunluk formülünü kullanarak. Yoğunluğun gerçekten hacme bölünmesine rağmen, genellikle küp başına gram birimi cinsinden ölçüldüğünü hatırlayın santimetre, çünkü gram standart bir ağırlığı, kübik santimetre ise nesne.
Bu sorun için, 433 gram ağırlığında 10.0 cm x 10.0 cm x 2.0 cm ölçülerinde bir tuz tuğlası alın. Yoğunluğu bulmak için, birim hacim başına kütle miktarını belirlemenize yardımcı olan formülü kullanın veya:
ρ = m / v
Bu örnekte, nesnenin boyutlarına sahipsiniz, bu nedenle hacmi hesapla. hacim için formül nesnenin şekline bağlıdır, ancak bir kutu için basit bir hesaplamadır:
v = uzunluk x genişlik x kalınlık
v = 10,0 cm x 10,0 cm x 2,0 cm
v = 200,0 cm3
Artık kütle ve hacme sahip olduğunuza göre, yoğunluğu hesapla, aşağıdaki gibi:
ρ = m / v
ρ = 433 g / 200,0 cm3
ρ = 2.165 g / cm3
Böylece, tuz tuğlasının yoğunluğu 2.165 g / cm'dir.3.
Yoğunluk Kullanımı
Yoğunluğun en yaygın kullanımlarından biri, farklı malzemelerin birlikte karıştırıldığında nasıl etkileşime girdiğidir. Daha düşük bir yoğunluğa sahip olduğu için ahşap suda yüzerken, bir metal daha yüksek bir yoğunluğa sahip olduğu için bir çapa batar. Helyum balonları yüzer çünkü helyum yoğunluğu hava yoğunluğundan daha düşüktür.
Otomotiv servis istasyonunuz şanzıman sıvısı gibi çeşitli sıvıları test ettiğinde, sıvının bir kısmını hidrometreye dökecektir. Hidrometre, bazıları sıvı içinde yüzen birkaç kalibre edilmiş nesneye sahiptir. Servis istasyonu çalışanları hangi nesnelerin yüzdüğünü gözlemleyerek sıvının yoğunluğunu belirleyebilir. Şanzıman sıvısı söz konusu olduğunda, bu test servis istasyonu çalışanlarının hemen değiştirmesi gerekip gerekmediğini veya sıvının hala bir ömrü olup olmadığını gösterir.
Yoğunluk, diğer miktar verildiğinde kütle ve hacim için çözmenizi sağlar. Beri ortak maddelerin yoğunluğu Bilindiği gibi, bu hesaplama formda oldukça basittir. (Yıldız işareti sembolü - * - hacim ve yoğunluk değişkenleriyle karışıklığı önlemek için kullanıldığını unutmayın, ρ ve v, sırasıyla.)
v * ρ = mveya
m / ρ = v
Yoğunluktaki değişiklik, kimyasal dönüşümün gerçekleştiği ve enerjinin serbest bırakıldığı gibi bazı durumların analizinde de yararlı olabilir. Örneğin, bir pilin şarj edilmesi asidik çözelti. Akü elektriği boşaltırken, asit akünün içindeki kurşun ile birleşerek yeni bir kimyasal madde oluşturur ve bu da çözeltinin yoğunluğunda bir azalmaya neden olur. Bu yoğunluk, pilin kalan şarj seviyesini belirlemek için ölçülebilir.
Yoğunluk, malzemelerin akışkanlar mekaniği, hava durumu, jeoloji, malzeme bilimleri, mühendislik ve diğer fizik alanlarında nasıl etkileşime girdiğinin analizinde anahtar bir kavramdır.
Spesifik yer çekimi
Yoğunluk ile ilgili bir kavram spesifik yer çekimi (veya daha uygun, bağıl yoğunluk) malzemenin yoğunluğunun su yoğunluğu. Birden fazla özgül ağırlığı olan bir nesne suda yüzer, birden fazla özgül ağırlığı ise batacağı anlamına gelir. Örneğin, sıcak hava ile doldurulmuş bir balonun havanın geri kalanıyla ilişkili olarak yüzmesine izin veren bu prensiptir.