Вы здесь

Расчет плотности тела и формулы расчета массы и объема тела по плотности

Расчет плотности тела и формулы расчета массы и объема тела по плотности
Расчет плотности тела зависит от его массы и объёма

Оглавление:

  1. Какие факторы влияют на плотность тела?
  2. Как рассчитать плотность тела?
  3. Расчет массы тела и объёма по плотности
  4. Плотность воды
  5. Метод вытеснения жидкости

Окружающий мир состоит из множества различных веществ. Так, например, лавочка в парке или баня за городом сделаны из дерева, платформа утюга и сковорода сделаны из металла, покрышка на колесе и ластик на карандаше сделаны из резины. Различные предметы имеют различный вес — любой человек без труда донесёт с рынка сочный спелый арбуз, а вот гирю такого же размера вряд ли удастся оторвать от земли.

Всем известная знаменитая шутка: «Что тяжелее — килограмм ваты или килограмм гвоздей?» очень точно характеризует понятие плотности тела. Почему разные предметы, имея одинаковый объём, различаются по весу? Потому что они состоят из различных веществ и имеют разную плотность. В системе измерений данную величину принято измерять в кг/м³, но также возможно использование и других единиц: кг/л, г/см³.

Видео о плотности тела

Какие факторы влияют на плотность тела?

Плотность одних и тех же тел зависит от давления и температуры. Как правило, при высоком давлении молекулы утрамбованы плотнее, и, соответственно, вещество имеет бо́льшую плотность. Обычно при повышении температуры расстояние между молекулами увеличивается, что приводит к уменьшению плотности. Бывают случаи, когда такая зависимость имеет обратное значение. Так, например, плотность воды меньше плотности льда, несмотря на то что лёд имеет более низкую температуру. Причина такого явления — молекулярная структура льда. Часто вещество, переходя из жидкого в твёрдое состояние, изменяет свою молекулярную структуру таким образом, что расстояние между молекулами сокращается, и, соответственно, плотность становится больше. Когда образуется лёд, расстояние между молекулами и их объём становятся больше, а плотность — меньше. Поэтому в зимнее время, если забыть слить с труб воду, она замёрзнет, в результате чего труба разорвётся.

На плотность воды влияют и примеси, которые в ней находятся. Так, например, у морской воды плотность больше, чем у пресной. Если налить в сосуд солёную воду, а сверху — пресную, то последняя будет «плавать» на поверхности морской воды. Поскольку визуально данное явление увидеть сложно, то для эксперимента можно заполнить резиновый шар пресной водой и поместить его в солёную. Шар будет плавать на её поверхности. Можно сказать, что человеческое тело также представляет собой оболочку, наполненную пресной водой, поскольку, как известно, оно состоит из воды примерно на 50-75%. Поэтому держаться на поверхности солёной воды гораздо легче, чем пресной. И чем больше концентрация соли в воде, тем более она плотная.

Как рассчитать плотность тела?

Расчет плотности тела производится по следующей формуле:

К примеру, вода имеет плотность 1000 кг/м³, а лёд — 900 кг/м³. Поскольку лёд имеет меньшую массу по сравнению с водой, то зимой на водоёме он всегда находится на поверхности воды. В данном случае можно определить, что, если плотность льда равняется 900 кг/м³, значит, ледяной куб со стороной 1 м будет весить 900 кг.

Для того чтобы рассчитать плотность, необходимо знать его объём и массу. Это значит, что вещество можно взвесить, измерить, и на основании полученных данных вычислить плотность по формуле. Поскольку плотность измеряется в кг/л или в г/см³, то иногда приходится пересчитывать одни величины в другие. Делается это очень просто:

  • 1 грамм = 0,001 кг, а 1 см³ = 0,000001 м³, и соответственно:
  • 1 г/(см)^3 =1000кг/м^3

Иногда необходимо рассчитать плотность газообразного вещества. Для этого используется та же формула для расчета плотности тела, но несколько в другом виде:

где М — молярная масса газа, Vm— молярный объём (равен приблизительно 22,4 л/моль).

Масса всех тел всегда зависит не только от их размеров, но и от веществ, из которых они состоят. Так, тела, имеющие одинаковый объём, но состоящие из различных веществ, будут отличаться друг от друга своими массами. И наоборот, если у тел массы одинаковы, но состоят они из разных веществ, то их объёмы также будут отличаться. Например:

  • Куб из железа с рёбрами по 10 см весит 7,8 кг.
  • Куб из алюминия такого же размера весит 2,7 кг.
  • Ледяной куб с аналогичными размерами весит 0,9 кг

Расчет массы тела и объёма по плотности

Часто возникает необходимость рассчитать массу или объём тела. При этом следует знать, что каждое тело имеет постоянную определённую плотность. К примеру, вода имеет плотность 1000 кг/м³, этиловый спирт — 800 кг/м³.

Поскольку величины постоянные, то для каждого вещества существуют специальные таблицы, которыми пользуются при расчетах.

Исходя из основной формулы определения плотности тела, можно легко рассчитать и его объём или массу:

Для примера можно решить простые задачи:

Задача № 1

Необходимо определить массу детали, выполненной из стали, если известно, что её объём составляет 120 см³.

Для того чтобы вычислить массу, требуется знать объём и плотность вещества. По условию задачи объём известен, а плотность необходимо найти по таблице (плотность стали = 7,8 г/см³). Тогда расчет массы тела по его плотности и объёму будет иметь следующий вид:

Задача № 2

Требуется рассчитать объём бутылки подсолнечного масла, если известно, что её масса составляет 930 г.

Для того чтобы определить объём, необходимо знать массу и плотность. Масса известна, а плотность нужно найти по таблице (плотность подсолнечного масла = 0.93 г/см³). Тогда:

Расчет массы и объёма тела по плотности выполняется при помощи следующих таблиц:

Плотность воды

  • Если плотность вещества больше, чем плотность воды, то оно будет полностью погружаться в воду. И наоборот, предметы, сделанные из материала, плотность которого ниже плотности воды, будут плавать на её поверхности. Примером данного правила является лёд, плотность которого меньше плотности воды. Поэтому кусочек льда, брошенный в воду или другой напиток, сделанный из воды, всплывёт на поверхность.
  • В практической жизни эти свойства веществ часто используются человеком. К примеру, конструируя корпуса судов, инженеры используют материалы, плотность которых выше, чем плотность воды. Поскольку таким материалам свойственно тонуть в воде, то в корпусах суден необходимо создавать полости с воздухом — ведь его плотность значительно ниже плотности воды.
  • В другом примере, когда требуется, чтобы предмет погружался в воду, необходимо выбирать материалы с плотностью выше, чем плотность воды. К примеру, чтобы лёгкая наживка для рыб во время рыбалки погрузилась в воду на достаточную глубину, рыболов привязывает к леске грузило, сделанное из материала высокой плотности. Обычно в качестве грузила используется свинец.
  • Плотность масла, жира, нефти меньше, чем плотность воды, поэтому, если их пролить в воду, они будут плавать на её поверхности. Это свойство очень помогает в ситуациях, когда в морях или океанах при транспортировке нефти она проливается в воду. Благодаря тому, что пролитая нефть не смешивается с водой и плавает на её поверхности, уже было предотвращено множество экологических катастроф, поскольку вода была быстро очищена от вредного для природы вещества.
  • В кулинарии свойство жира всплывать на поверхность воды помогает эффективно удалять его излишки из ёмкости с блюдом. В супе, охлаждённом в холодильнике, жир застывает, что позволяет очень легко удалить его с поверхности. Это свойство жира помогает уменьшить количество калорий и холестерина в еде.
  • Правило о плотности жидких веществ хорошо известно профессиональным барменам. При приготовлении многослойных коктейлей используются жидкости с разными плотностями. Для этого жидкость, обладающую меньшей плотностью, необходимо аккуратно налить на более плотную жидкость.
  • Иногда низкая плотность жира может, наоборот, мешать. Так, например, в процессе приготовления холодных десертов или фруктовых коктейлей жирные продукты очень трудно смешивать с водой, на поверхности которой может образоваться отдельный слой из жира, ухудшив при этом внешний вид и вкус блюда.

Видео о расчете массы и объема тела по плотности

Метод вытеснения жидкости

Как уже известно, для определения плотности тела необходимо знать две величины — объём и массу. Если масса легко определяется с помощью обычных весов, то как посчитать плотность тела, если неизвестен его объём, может показаться довольно сложной задачей.

Но для определения объёма тела также существует очень простой метод, изобретённый Архимедом:

  • Необходимо налить воду в мерный стакан и зафиксировать количество налитой воды.
  • Затем следует полностью погрузить в эту воду предмет, объём которого требуется определить.
  • Из количества воды, которая находилась в сосуде изначально, до погружения в неё тела, необходимо вычесть то количество воды, которое осталось после его погружения.

Конечно, такой метод нельзя использовать для вычисления объёма фотоаппарата или других предметов, которые испортятся от контакта с водой. Следует помнить, что данный метод не будет работать при погружении в воду тел, которые склонны её поглощать (например, плюшевый медвежонок).

В какой сфере жизни Вам пригодились знания о плотности тела? Расскажите об этом в комментариях.


Понравилось? Поделись с друзьями:
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:
Реклама
Топ самых обсуждаемых
05.01.2019 Комментариев: 152 Бизнес Где взять миллион рублей за один день, срочно и безвозмездно?

Где взять миллион рублей за один день, срочно и безвозмездно?

Каждому человеку не помешал бы в жизни 1 миллион рублей, но где его взять? Под развитие бизнеса такие деньги дает государство, в других случаях поможет личная смекалка и богатые друзья или родственники. Существует масса вариантов.
28.07.2017 Комментариев: 128 История Архивы участников Великой Отечественной войны (пропавших без вести, погибших, ветеранов)

Как найти по фамилии участника ВОВ в современных архивах

Список современных баз данных участников Великой Отечественной войны, а также подробная инструкция по поиску участников Великой отечественной войны 1941-1945 по фамилии в ахивах пропавших без вести ветеранов и на сайте министерства обороны. 
20.07.2017 Комментариев: 55 Еда и кулинария  кляр для рыбы: лучшие рецепты

Кляр для рыбы: пошаговые и простые рецепты

Ищите как сделать кляр для рыбы? Подборка из 25 простых пошаговых  рецептов с фото для приготовления филе. Базовые варианты рыбки  в кляре и рецепты с майонезом, молоком, на минералке , на пиве, с сыром и  другие. Эти рецепты позволят сделать лезьон
12.04.2016 Комментариев: 48 Свадьба В каких странах разрешены однополые браки?

В каких странах разрешены однополые браки?

Люди с нетрадиционной сексуальной ориентацией все чаще заявляют о себе, как о равноправных гражданах, и хотят, чтобы их браки были официально признаны в каждой стране. На сегодня не так много стран решилось на это, но каждый год список пополняется.
12.04.2016 Комментариев: 42 Интернет и компьютеры Секреты клавиатуры: как писать символами, которых нет на клавиатуре

Секреты клавиатуры: как писать символами, которых нет на клавиатуре

В этой статье вы узнаете, как, используя обычную клавиатуру, вставить в текст различные специальные символы: смайлики, стрелочки и т.д.
05.08.2016 Комментариев: 38 Развлечения Что такое вайперы (вейперы), что они парят, вредно или нет?

Что такое вайперы (вейперы), что они парят, вредно или нет?

Сегодня, на улицах мегаполисов можно встретить людей, что выдыхают клубы пара. У них в руках странные курительные принадлежности.
28.04.2017 Комментариев: 35 Закон До скольки можно шуметь в квартире по закону РФ

До скольки можно шуметь в квартире по закону РФ

Соблюдайте "Закон о тишине" и не докучайте громкой музыкой своим соседям даже в дневное время. Иначе у вас могут возникнуть значительные неприятности.
05.07.2017 Комментариев: 29 Развлечения

Гироскутер: что это такое, как выбрать и правильно им управлять

Что такое гироскутер? Как правильно его выбрать и на на основе каких принципов функционирует такое двухколесное средство передвижения? Узнайте как научиться управлять и заряжать его правильно. Постараемся ответить на эти и другие вопросы в
21.04.2017 Комментариев: 28 Технологии Как отследить местоположение телефона: действительно рабочие способы

Как отследить местоположение телефона: реальные методы

Можно ли отследить местоположение телефона без ведома его владельца? Программы-радары для родителей, определяющие координаты устройства в режиме реального времени, а также ограничения на работу программ, отслеживающих координаты телефона.
19.05.2017 Комментариев: 28 Здоровье Как избавиться от укусов комаров: самые эффективные и проверенные способы

Как избавиться от укусов комаров за 5 минут

Комариные укусы вызывают ужасный зуд, а если не сопротивляться желанию почесать укушенное место, то зуд становится сильнее, и появляется волдырь. Как избежать неприятных последствий?
12.04.2016 Комментариев: 23 Деньги Как разбогатеть?

Как стать богатым?

Стать богатым - мечта миллионов. Но вот как им стать? Способов разбогатеть, применимо к российской действительности, немного. Но они - есть...
26.04.2016 Комментариев: 22 Топы

ТОП 10 самых смешных комедий 2016 года

Дедпул, Кунг-фу панда 3, Зверополис и еще много-много комедий, которые вышли в 2016 году, никого не оставят равнодушными. Одни можно смотреть только взрослым, другие с удовольствием посмотрят и детки, но все они – ну очень уж смешные.
Добавить комментарий