Справка по плотности. единицы измерения плотности. конвектор величин плотности. калькуляторы плотности

Вещества с наибольшим и наименьшим удельным весом

Помимо чистой математической и физической теории, вызывают интерес своеобразные рекорды. Здесь мы постараемся привести те из элементов химической системы, которые обладают наибольшим и наименьшим зарегистрированным удельным весом. Среди цветных металлов самые «тяжелые» – благородные платина и золото, за ними следует тантал, названный в честь древнегреческого героя. Первые два вещества по удельному весу почти вдвое превышают аналогичные значения следующих за ними серебра, молибдена и свинца. Ну а самым легким среди благородных металлов стал магний, который почти в шесть раз меньше чуть более тяжелого ванадия.

Понятие плотности

Из повседневного опыта известно, что масса любого тела зависит не только от его размера, но и от того, из чего тело состоит.

Если тела состоят из различных веществ, то предугадать, во сколько раз возрастет масса с увеличением размеров (не зная названия веществ), невозможно. Например, воздушный шарик может быть в несколько раз больше металлического, а весить при этом значительно меньше.

Почему так происходит?

Из курса физики в 7 классе известно, что вещество состоит из мельчайших частиц — молекул, которые в свою очередь состоят из атомов. Атомы состоят из ядра, в котором сосредоточена почти вся тяжесть, и облака легких электронов. Ядро состоит из одной или нескольких частиц-нуклонов (протонов и нейтронов, их массы почти одинаковы).

Рис. 1. Молекулы, атомы.

Несмотря на то, что практически вся масса атома сосредоточена в ядре, оно во много тысяч раз меньше электронного облака. Получается, что в одном и том же объеме может заключаться самое различное число элементарных частиц.

Например, радиус атома обычного водорода и тяжелого трития практически одинаков: $ {5}×{10}^{-11}$ м. Но ядро водорода состоит из одного протона, а ядро трития — из одного протона и двух нейтронов. И тритий весит втрое больше, чем обычный водород.

Для других веществ разница может быть еще больше. Электронные облака разных атомов имеют разную величину, но в любом атоме ядро в несколько тысяч раз меньше, а число нуклонов в нём может измеряться сотнями. Молекулы также могут содержать различные атомы, которые находятся друг от друга на разном расстоянии.

В одном и том же объеме различные вещества могут содержать разную массу. Для характеристики этого отличия существует понятие «плотность». Плотность вещества равна массе единицы его объема.

Рис. 2. Плотность вещества.

Определение массы

Масса же тесно связана с инерцией. Если углубляться, то она определяет, какое гравитационное поле создает тело. Эта физическая величина является одной из самых фундаментальных характеристик. Зависит она только от вещества при не релятивистских (то есть близких к световой) скоростях. В отличие от веса, масса не зависит от расстояния до другого объекта, она определяет силу взаимодействия с ним.

Также значение массы объекта инвариантно к системе, в которой определяется. Измеряется в таких величинах, как килограмм, тонна, фунт (не путать с футом) и даже стоун (что по-английски значит «камень»). Все зависит от того, в какой стране человек живет.

Методы физического исследования

Как известно, среди методов исследования явлений природы выделяют наблюдение и эксперимент. Проводить наблюдения за природными явлениями учат в начальной школе: проводят простейшие измерения, зачастую ведут «Календарь природы». Эти формы обучения способны привести ребенка к необходимости изучения мира, сопоставления наблюдаемых явлений, выявления причинно-следственных связей.

Однако только полноценно проведенный эксперимент даст в руки юному исследователю инструменты в раскрытии тайн природы. Развитие экспериментальных, исследовательских навыков осуществляется на практических занятиях и в ходе выполнения лабораторных работ.

Проведение эксперимента в курсе физики начинают с определений таких физических величин, как длина, площадь, объем. При этом устанавливается связь между математическими (для ребенка достаточно абстрактными) и физическими знаниями. Обращение к опыту ребенка, рассмотрение давно известных ему фактов с научной точки зрения способствует формированию у него необходимой компетентности. Цель обучения в этом случае — стремление к самостоятельному постижению нового.

Подробная инструкция по определению плотности раствора с известной концентрацией

1. Подготовьте необходимые материалы и оборудование: плотномер, мерный цилиндр, раствор с известной концентрацией.
2. Заполните мерный цилиндр раствором до нужного объема и отметьте уровень.
3. Опустите плотномер в цилиндр с раствором и дайте ему несколько секунд для стабилизации.
4. Осмотрите показания плотномера и зарегистрируйте их.
5. Подсчитайте плотность раствора, используя известную формулу: плотность = масса / объем.

Формула для расчета плотности может быть различной, в зависимости от используемых единиц измерения концентрации и плотности. Убедитесь, что выбранная формула соответствует используемым величинам.

Учтите, что температура также может оказывать влияние на плотность раствора. Если это критично для вашего эксперимента, учтите температуру раствора и внесите поправки в расчеты.

Повторите процесс несколько раз, чтобы получить более точные результаты. Если показания плотномера сильно различаются, убедитесь, что он правильно настроен и в хорошем состоянии.

Определение плотности раствора при известной концентрации позволяет:

1.	Определить чистоту вещества.
2.	Контролировать качество продукции в процессе производства.
3.	Определить массовую долю компонентов в растворе.
4.	Проводить анализ различных смесей и реакций.
5.	Производить рецептуру и расчеты для получения нужных концентраций растворов.

В химическом анализе и научных исследованиях плотность раствора играет важную роль, так как она может быть использована для определения содержания различных компонентов в растворе. Также плотность может быть использована для определения концентрации растворов, что полезно в медицине, фармацевтике и других отраслях, где точность дозировки и контроль концентрации играют решающую роль.

Познание методов определения плотности раствора при известной концентрации открывает широкие возможности для исследований, разработок и производства новых материалов и продуктов. Практическое применение данного метода помогает улучшить качество и эффективность работы в различных сферах деятельности, обеспечивает контроль процессов и повышает эффективность различных технологических процессов.

Рассмотрим более сложный пример расчета

Слиток из двух металлов с плотностями ρ1 и ρ2 , имеет массу m и объём V. Определить объём этих металлов в слитке.

Решение.
Пусть V1 объём первого металла, V2 объём второго металла. Тогда V1 + V2 = V; V1 = V V2; ρ1V1 + p2V2 = ρ1V1 + ρ2 (V V1) = m

Плотность
— физическая величина, характеризующая физические свойства вещества, которая равна отношению массы тела к занимаемому этим телом объёму.

Плотность (плотность однородного тела или средняя плотность неоднородного) можно расчитать по формуле:

= кг/м³; = кг; = м³.

где m

— масса тела, V

— его объём; формула является просто математической записью определения термина «плотность».

Все вещества состоят из молекул, следовательно масса всякого тела складывается из масс его молекул. Это подобно тому, как масса пакета с конфетами складывается из масс всех конфет в пакете. Если все конфеты одинаковы, то массу пакета с конфетами можно было бы определить, умножив массу одной конфеты на число конфет в пакете.

Молекулы чистого вещества одинаковы. Поэтому масса капли воды равна произведению массы одной молекулы воды на число молекул в капле.

Плотность вещества показывает, чему равна масса 1 м³ этого вещества.

Плотность воды равна 1000 кг/м³, значит, масса 1 м³ воды равна 1000 кг. Это число можно получить, умножив массу одной молекулы воды на число молекул, содержащихся в 1 м³ его объёма.
Плотность льда равна 900 кг/м³, это означает, что масса 1 м³ льда равна 900 кг.Иногда используют единицу измерения плотности г/см³, поэтому ещё можно сказать, что
масса 1см³ льда
равна 0,9
г.

Каждое вещество занимает некоторый объём. И может оказаться, что объёмы двух тел равны
, а их массы различны. В этом случае говорят, что плотности этих веществ различны.

Также при равенстве масс двух тел
их объёмы будут различны. Например, объём льда почти в 9 раз больше объёма железного бруса.

Плотность вещества зависит от его температуры.

При повышении температуры обычно плотность уменьшается. Это связано с термическим расширением, когда при неизменной массе увеличивается объём.

При уменьшении температуры плотность увеличивается. Хотя существуют вещества, плотность которых в определённом диапазоне температур ведёт себя иначе. Например, вода, бронза, чугун. Так, плотность воды имеет максимальное значение при 4 °C и уменьшается как с повышением, так и с понижением температуры относительно этого значения.

При изменении агрегатного состояния плотность вещества меняется скачкообразно: плотность растёт при переходе из газообразного состояния в жидкое и при затвердевании жидкости. Вода, кремний, висмут и некоторые другие вещества являются исключениями из данного правила, так как их плотность при затвердевании уменьшается.

Решение задач

Задача №1.
Прямоугольная металлическая пластинка длиной 5 см, шириной 3 см и толщиной 5 мм имеет массу 85 г. Из какого материала она может быть иготовлена?

Анализ физической проблемы.
Чтобы ответить на поставленный вопрос, необходимо определить плотность вещества, из которого изготовлена пластинка. Затем, воспользовавшись таблицей плотностей, определить – какому веществу соответствует найденое значение плотности. Эту задачу можно решить в данных единицах (т.е. без перевода в СИ).

Задача №2.
Медный шар объёмом 200 см 3 имеет массу 1,6 кг. Определите, цельный этот шар или пустой. Если шар пустой, то определите объём полости.

Анализ физической проблемы.
Если объём меди меньше объёма шара V мед

Задача №3.
Канистра, которая вмещает 20 кг воды, наполнили бензином. Определите массу бензина в канистре.

Анализ физической проблемы.
Для определения массы бензина в канистре нам необходимо найти плотность бензина и ёмкость канистры, которая равна объёму воды. Объём воды определим по её массе и плотности. Плотность воды и бензина найдём в таблице. Задачу лучше решать в единицах СИ.

Задача №4.
Из 800 см 3 олова и 100 см 3 свинца изготовили сплав. Какова его плотность? Каково отношение масс олова и свинца в сплаве?

Плотность. 7 класс. Физика.

Каждое тело имеет определенную массу. А какая физическая величина характеризует вещество, из которого состоит тело?

Поставим опыт

Два одинаковых бруска пластилина имеют равную массу и равный объем (рис. а). Слепим из них один большой брусок. Его масса в 2 раза больше массы каждого из малых брусков.

Рис. Два одинаковых пластилиновых бруска (а); брусок, слепленный из двух брусков (б)

И объем большого бруска тоже в 2 раза больше объема каждого из малых брусков (рис. б). Значит, отношение массы к объему для всех брусков пластилина одинаково.

Плотность вещества. Итак, для однородных тел, то есть тел, состоящих из одного и того же вещества, отношение массы к объему одинаково. Поэтому оно характеризует вещество, из которого состоит тело.

Физическую величину, равную отношению массы m однородного тела к его объему V, обозначают ρ и называют плотностью вещества: ρ = m/V.

Единица плотности. Единицей плотности в СИ является 1 кг/м3. Примерно такую плотность (точнее, 1,29 кг/м3) имеет окружающий нас воздух. Плотность воды равна 1000 кг/м3. На практике часто используют также единицу плотности 1 г/см3.

Одинаковые объемы жидкостей или газов , такие же по объему твердые тела / из пластика, резины, дерева, металлов и др./ имеют совершенно различный вес. Говорят, что разные вещества обладают различной плотностью. Плотность вещества зависит: от массы атомов, из которых оно состоит, и от плотности упаковки атомов и молекул в веществе. Чем больше масса атомов, тем больше плотность. Сравнивая алюминий и железо, железо и ртуть мы убеждаемся, что так оно и есть. Но, если рассматривать одно и то же вещество в разных агрегатных состояниях, то мы увидим , что плотность его будет разной! Твердое тело. Атомы прочно связаны друг с другом и очень плотно упакованы. Поэтому вещество,находящееся в твердом состоянии имеет наибольшую плотность. Жидкое состояние. Плотность упаковки атомов и молекул по прежнему высока, поэтому плотность вещества находящегося в жидком состоянии не очень сильно отличается от твердого состояния. Газ. Молекулы имеют очень слабую связь друг с другом и удаляются друг от друга на большое расстояние. Плотность упаковки очень низкая, соответственно, вещество в газообразном состоянии обладает небольшой плотностью.

Обычно твердые тела тонут в своих расплавах. Например, кусок сливочного масла утонет в топленом масле, железный гвоздь тонет в расплавленном железе.

При переходе вещества в газообразное состояние его плотность уменьшается примерно в 1000 раз (см. таблицу плотностей газов)

НО, НЕТ ПРАВИЛ БЕЗ ИСКЛЮЧЕНИЯ!

Образующийся зимой лед не тонет, а плавает на поверхности воды, т.к. плотность льда меньше плотности воды. Иначе все водоемы зимой наполнялись бы льдом ,и в них не могли бы существовать живые организмы.

Численно плотность равна отношению массы тела к объему этого тела. Расчетная формула: Плотность = Масса / Объем

Плотность измеряется в единицах СИ : 1кг/куб.м. Числовое значение плотности вещества показывает массу вещества в единице объема этого вещества.

АРЕОМЕТР ( или иначе плотномер ) — это прибор в виде стеклянного поплавка с измерительной шкалой и грузом (внизу), предназначенный для измерения плотности жидкостей и сыпучих тел.

Ареометр опускается в жидкость, плотность которой необходимо измерить. Принцип действия ареометра основан на законе Архимеда. В зависимости от плотности жидкости сила Архимеда будет различна, и ареометр будет погружаться в разных жидкостях на разную глубину.

Решим задачу

Найдем соотношение между единицами плотности 1 кг/м3 и 1 г/см3.

Домашнее задание.

Задание 1. Ответь на вопросы.

1. Какие тела называют однородными? Приведите несколько примеров однородных и неоднородных тел.
2. Каким общим свойством обладают все однородные тела, состоящие из одного и того же вещества?
3. Почему плотность характеризует вещество, а не тело?
4. Почему плотности газов намного меньше плотностей жидкостей и твердых тел?
5. Два куба — алюминиевый и свинцовый — имеют одинаковые размеры. Масса какого куба больше и во сколько раз?
6. Два шара — медный и золотой — имеют одинаковую массу. Объем какого шара больше и во сколько раз?

Задание 2. Реши ребус.

К занятию прикреплен файл «Это интересно!». Вы можете скачать файл в любое удобное для вас время.

• https://class-fizika-narod.ru/7
• https://www.tepka.ru/fizika_7/

Определение плотности

Естественно, изучение физики не может быть полным без решения задач. На этом этапе вводятся формулы расчета. в физике 7 класса, наверное, первое физическое соотношение величин для ребят

Ей уделяется особое внимание не только вследствие изучения понятий плотности, но и по факту обучения методам решения задач

Именно на этом этапе закладывается алгоритм решения физической вычислительной задачи, идеология применения основных формул, определений, закономерностей. Научить анализу задачи, способу поиска неизвестного, особенностям использования единиц измерения учитель пытается на применении такого соотношения, как формула плотности в физике.

Инертность

Существует два вида масс:

• инертная масса;
• гравитационная масса.

Сопротивление тела попыткам изменить его скорость называется инертностью. Не все тела могут менять свою изначальную скорость с одинаковой силой, поскольку они обладают разной инертной массой. Одни тела при одинаковом воздействии со стороны иных тел, которые его окружают, способны быстро менять свою скорость, а другие в идентичных условиях – не могут, то есть меняют скорость заметно медленнее первых тел.

Инертность изменяется исходя из характеристик массы тела. Тело, которое меняет скорость медленнее, обладает большой массой. Мерой инертности тела является инертная масса объекта. При взаимодействии двух тел друг с другом изменяется скорость у обоих объектов. В этом случае принято говорить, что тела приобретают ускорение.

Требуется помощь в составлении плана учебной работы? Укажи тему и получи ответ через 15 минут получить помощь

$\frac{a_1}{a_2} = \frac{m_2}{m_1}$

Отношение модулей ускорений тел, которые взаимодействуют друг с другом, равно обратному отношению их масс.

Замечание 1

Гравитационная масса – мера гравитационного взаимодействия тел. Инертная и гравитационная масса пропорциональны друг относительно друга. Равенство гравитационной и инертной масс достигается при выборе коэффициента пропорциональности. Он должен быть равен единице.

Массу измеряют в системе СИ в виде килограммов (кг).

Примеры расчетов

Рассмотрим несколько примеров расчета массы раствора.

Пример 1: Нам нужно приготовить 500 мл раствора с концентрацией NaCl 0,9%. Какая будет масса NaCl?

1. Найдем количество NaCl в 100 мл раствора: 100 мл * 0,9 г/мл = 90 г.

2. Масса NaCl в 500 мл раствора будет равна: 90 г * 5 = 450 г.

Пример 2: Нам нужно приготовить 1 литр 0,5% раствора глюкозы. Какая будет масса глюкозы?

1. Найдем количество глюкозы в 100 мл раствора: 100 мл * 0,5 г/мл = 0,5 г.

2. Масса глюкозы в 1 литре раствора будет равна: 0,5 г * 10 = 5 г.

Пример 3: Нам нужно приготовить 200 мл 2% раствора серной кислоты. Какая будет масса серной кислоты?

1. Найдем количество серной кислоты в 100 мл раствора: 100 мл * 2 г/мл = 200 г.

2. Масса серной кислоты в 200 мл раствора будет равна: 200 г.

Таким образом, для расчета массы раствора необходимо знать его концентрацию и объем. Используйте примеры выше, чтобы лучше понимать процесс расчета.

Вопрос-ответ

Вопрос: Как найти массу раствора, если известна молярная концентрация?

Ответ: Массу раствора можно найти, умножив его молярную концентрацию на объём раствора, выраженный в литрах, а затем перемножив результат на молярную массу растворённого вещества. Формула для расчёта массы раствора выглядит так: m = c * V * M, где m – масса раствора, c – молярная концентрация, V – объём раствора, а M – молярная масса растворённого вещества.

Вопрос: Как найти массу раствора, если известна массовая концентрация?

Ответ: Массовая концентрация раствора выражает массу растворённого в вещества в единицу объёма раствора. Чтобы найти массу раствора, нужно умножить массовую концентрацию на объём раствора, выраженный в литрах. Формула для расчёта массы раствора выглядит так: m = ρ * V, где m – масса раствора, ρ – массовая концентрация, V – объём раствора.

Вопрос: Как определить объём раствора, если известна его масса?

Ответ: Объем раствора можно определить, поделив его массу на плотность раствора. Плотность раствора может быть известна из таблиц и справочников. Формула для расчёта объёма раствора выглядит так: V = m / ρ, где V – объём раствора, m – его масса, а ρ – плотность раствора.

Вопрос: Как определить молярную концентрацию раствора по известным данным?

Ответ: Молярная концентрация раствора определяется количеством молей растворённого вещества, содержащихся в единице объёма раствора. Чтобы это сделать, нужно знать массу растворённого вещества, его молярную массу и объём раствора. После этого можно выразить молярную концентрацию по формуле c = n / V, где c – молярная концентрация, n – количество молей растворённого вещества, а V – объём раствора.

Вопрос: Как определить массовую концентрацию раствора по известным данным?

Ответ: Массовая концентрация раствора определяется отношением массы растворённого вещества к объёму раствора. Чтобы это сделать, нужно знать массу растворённого вещества и объём раствора. После этого можно выразить массовую концентрацию по формуле ρ = m / V, где ρ – массовая концентрация, m – масса растворённого вещества, а V – объём раствора.

Главная — Советы — 10 простых способов: как точно определить массу раствора в химических реакциях

Комментарии

Иван Петров

5.0 out of 5.0 stars5.0

Alexander001
5.0 out of 5.0 stars5.0

Статья очень полезная, я научился быстро вычислять массу раствора.

Максим
5.0 out of 5.0 stars5.0

Эта статья очень полезна для любого, кто работает с химическими реактивами. Я довольно давно работаю в химической лаборатории, и хотя я знал, как вычислять массу раствора, мне всегда трудно было делать это быстро и точно. Эта статья дала мне новые знания и инструменты, которые я могу использовать в своей работе, чтобы быть более профессиональным и эффективным. Одно из наиболее ценных преимуществ этой статьи — это ясное и понятное объяснение того, как вычислить массу раствора. Я обнаружил, что иногда другие источники давали очень сложные и запутанные формулы, которые были трудными для меня понять. Но здесь все очень детализировано и в языке, который легко понять, что также облегчает запоминание и упрощает работу. Я также оцениваю то, что статья дает практические советы о том, как использовать вычисления массы раствора

Например, автор обсуждает важность правильного равномерного перемешивания раствора и приводит несколько примеров, когда неправильное обращение могло привести к фаталистическим результатам. В целом, я рекомендую эту статью всем, кто работает с химическими реактивами и нуждается в понимании, как правильно вычислять массу раствора

Я бы также рекомендовал эту статью начинающим химикам, так как она даёт четкое представление о том, как проводить эксперименты и обращаться с растворами.

Погрешности в измерениях плотности

• Погрешность систематическую. Она фигурирует постоянно или может изменяться по определенному закону в процессе нескольких измерений одного и того же параметра. Связана с погрешностью приборной шкалы, низким показателем чувствительности устройства или степенью точности формул расчета. Так, например, определяя массу тела при помощи разновесов и игнорируя воздействие выталкивающей силы, данные получают приблизительными.
• Погрешность случайную. Вызвана приходящими причинами и оказывает разное влияние на достоверность определяемых данных. Изменение температуры окружающей среды, атмосферного давления, вибрации в помещении, невидимые излучения и колебания воздуха — все это отражается на измерениях. Избежать такого влияния полностью невозможно.

• Погрешность в округлении величин. При получении промежуточных данных в расчете формул часто числа имеют множество значащих цифр после запятой. Необходимость ограничения количества этих знаков и предполагает появление погрешности. Частично снизить такую неточность можно, оставляя в промежуточных расчетах на несколько порядков цифр больше, чем требует конечный результат.
• Погрешности небрежности (промахи) возникают вследствие ошибочности вычислений, неправильности включения пределов измерения либо прибора в целом, неразборчивости контрольных записей. Полученные таким образом данные могут резко отличаться от аналогично проведенных расчетов. Поэтому их следует удалять, а работу выполнить заново.

Гравитационная масса

В определении массы на основе тяготения используют закон гравитации:

\

Измерение гравитационной массы проводят при помощи взвешивания. Тела располагают неподвижно относительно Земли и сравнивают действующие на них силы тяготения. Определенная таким способом масса называется гравитационной.

Эмпирически показывают, что гравитационные массы инертные массы совпадают. В механике Ньютона совпадение инертной и гравитационной масс не имеет физической основы. Это просто экспериментальный факт, который установлен с высокой точностью, если это было бы не так, то классическая динамика не пострадала бы. В релятивистской теории тяготения равенство инертной и гравитационной массы имеет принципиальное значение и положено в основу теории.

И так, масса тела — это количественная мера инертных и гравитационных свойств тела.

Единицей измерения массы в Международной системе единиц является килограмм:

\=кг.\]

Как найти плотность вещества

Как найти или рассчитать плотность какого-либо вещества? Для этого нужно знать объем тела и массу тела . То есть, мы измеряем вещество, взвешиваем, а потом полученные данные просто подставляем в формулу и находим нужное нам значение. А в чем измеряется плотность вещества понятно из формулы. Измеряется она в килограммах на метр кубический. Иногда используют еще такое значение, как грамм на сантиметр кубический. Пересчитать одну величину в другую очень просто. 1 г = 0,001 кг, а 1 см3 = 0,000001 м3. Соответственно 1 г/(см)^3 =1000кг/м^3 . Еще следует помнить, что плотность вещества различна в разных агрегатных состояниях. То есть в твердом, жидком или газообразном. Плотность твердых тел, чаще всего, выше плотности жидкостей и намного выше плотности газов. Пожалуй, очень полезное для нас исключение — это вода, которая, как мы уже рассматривали, в твердом состоянии весит меньше, чем в жидком. Именно вследствие этой странной особенности воды на Земле возможна жизнь. Жизнь на нашей планете, как известно, произошла из океанов. А если бы вода вела себя, как и все остальные вещества, то вода в морях и океанах промерзла бы насквозь, лед, будучи тяжелее воды, опустился бы на дно и лежал там, не тая. И только на экваторе в небольшой толще воды существовала бы жизнь в виде нескольких видов бактерий. Так что можно сказать спасибо воде за то, что мы существуем.

Изучение плотности веществ начинается в курсе физики средней школы. Это понятие считается основополагающим в дальнейшем изложении основ молекулярно-кинетической теории в курсах физики и химии. Целью изучения строения вещества, методов исследования можно предположить формирование научных представлений о мире.

Начальные представления о единой картине мира дает физика. 7 класс плотность вещества изучает на основании простейших представлений о методах исследования, практического применения физических понятий и формул.