Плотность вещества

Для знакомства с новой физической величиной – плотностью вещества отправимся в литейный цех завода, взяв с собой весы и линейку. Выберем несколько разных по размерам чугунных и алюминиевых слитков прямоугольной формы (см. рисунок). Используя весы, измерим массы слитков, а используя линейку и формулу V=l·b·h, найдём объёмы.

_?_

По результатам наших измерений  m и V  заполним следующую таблицу:

Чугунные слиткиАлюминиевые слитки
Масса, кг8,54518296,2189,74,5
Объём, дм31,36,52,63,92,36,53,61,8
Поделив массы на объёмы, получим:
их частное≈ 7≈ 7≈ 7≈ 7≈ 3≈ 3≈ 3≈ 3

Заметим: при делении массы каждого слитка на его объём получаются одинаковые значения частного для всех чугунных слитков ( ≈ 7 кг/дм³) и для всех алюминиевых ( ≈ 3 кг/дм³). Другими словами, независимо от конкретных значений массы и объёма их частное постоянно для одного и того же вещества.

Эта закономерность послужила причиной для введения в физику новой величины – плотности вещества (см. далее формулу). Основная единица плотности – 1 кг/м³ (читается: килограмм на кубический метр).

Итак, физическая величина, равная отношению массы вещества к его объёму, называется плотностью вещества. Это – определение плотности. Его можно записать в виде формулы:

    ρ  =. m .ρ – плотность вещества, кг/м³
m – масса вещества, кг
V – объём вещества, м³
V

Из математики вы знаете, что значение всякой дроби показывает количество единиц величины, стоящей в числителе, приходящееся на одну единицу величины, стоящей в знаменателе. Плотность вещества – тоже значение дроби. Поэтому числовое значение плотности вещества показывает массу единицы объёма этого вещества. В этом состоит физический смысл числового значения плотности.

      _?_

Например, плотность чугуна составляет 7 кг/дм³. Это значит, что 1 дм³ чугуна будет иметь массу 7 кг. Соответственно, 1 м³ чугуна будет иметь массу в 1000 раз больше – 7000 кг. Плотность пресной воды 1 кг/л. Следовательно, масса 1 л воды 1 кг, а 1 м³ – 1000 кг. Аналогично и для других веществ: верна пропорция.

Вспомним, что формулы можно преобразовывать по правилам математики. Поэтому формулу плотности можно записать в других формах:

m = ρ · V          иV  =. m .
ρ

 

При пользовании этими формулами нужно следить, чтобы все величины были выражены в согласующихся друг с другом единицах, предпочтительно килограммах и кубических метрах. Эти единицы рекомендованы потому, что они часто используются в специальных таблицах значений плотности, подобных тем, которые помещены в следующем параграфе.

Еще статьи в этой категории:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *