Entre todas as outras substâncias do planeta Terra, os gases têm a menor densidade. Os líquidos, via de regra, são caracterizados por uma densidade mais alta em comparação a eles, e o valor máximo desse indicador pode ser encontrado nos sólidos. Assim, por exemplo, o ósmio é considerado o metal mais denso.
Medição de densidade
Para medir a densidade, assim como outras áreas temáticas, este conceito adotou uma unidade especial de medida complexa baseada na relação da densidade com a massa e o volume de uma substância. Assim, no sistema internacional de unidades SI, a unidade usada para descrever a densidade de uma substância é o quilograma por metro cúbico, que geralmente é denotado como kg/m³.No entanto, no caso de volumes muito pequenos da substância em relação aos quais é necessário medir a densidade, utiliza-se a derivada desta unidade geralmente aceita, expressa em número de gramas por centímetro cúbico. Na forma abreviada, esta unidade é geralmente denotada g/cm³.
Ao mesmo tempo, a densidade de várias substâncias tende a mudar dependendo da temperatura: na maioria dos casos, sua diminuição acarreta um aumento na densidade da substância. Assim, por exemplo, o ar comum a uma temperatura de + 20 ° C tem uma densidade igual a 1,20 kg / m³, enquanto quando a temperatura cai para 0 ° C, sua densidade aumentará para 1,29 kg / m³ e com sua diminuição adicional a -50 ° C, a densidade do ar chegará a 1,58 kg/m³. Ao mesmo tempo, algumas substâncias são uma exceção a essa regra, pois a mudança em sua densidade não segue esse padrão: incluem, por exemplo, a água.
Vários instrumentos físicos são usados para medir a densidade de substâncias. Assim, por exemplo, você pode medir a densidade de um líquido usando um hidrômetro e, para determinar a densidade de uma substância sólida ou gasosa, pode usar um picnômetro.
Instrução
Conhecendo os dois valores acima, você pode escrever uma fórmula para calcular a densidade substâncias: densidade = massa/volume, obtendo-se assim o valor desejado. Exemplo. Sabe-se que um bloco de gelo com um volume de 2 metros cúbicos tem 1800 kg. Encontre a densidade do gelo. Solução: a densidade é de 1800 kg / 2 metros cúbicos, resulta em 900 kg divididos por cúbicos. Às vezes você tem que converter unidades de densidade entre si. Para não se confundir, lembre-se: 1g/cm ao cubo é igual a 1000 kg/m3 ao cubo. Exemplo: 5,6 g / cm ao cubo é 5,6 * 1000 \u003d 5600 kg / m ao cubo.
A água, como qualquer líquido, nem sempre pode ser pesada em uma balança. Mas descubra massaé necessário tanto em algumas indústrias quanto em situações comuns do dia a dia, desde o cálculo de reservatórios até a decisão de quanto estoque agua você pode levar com você em um caiaque ou barco de borracha. Para calcular massa agua ou qualquer líquido colocado neste ou naquele volume, antes de tudo é necessário conhecer sua densidade.
Você vai precisar
- utensílios de medição
- Régua, fita métrica ou qualquer outro dispositivo de medição
- Recipiente para derramar água
Instrução
Se você precisa calcular massa agua em uma pequena embarcação, isso pode ser feito usando balanças convencionais. Pesar primeiro o recipiente com . Em seguida, despeje a água em outra tigela. Em seguida, pese o recipiente vazio. Subtrair do recipiente cheio massa vazio. Isto é o que estará contido no navio agua. Assim é possível massa não apenas líquidos, mas também soltos, se for possível despejá-los em outros pratos. Este método às vezes ainda pode ser observado em algumas lojas onde não há equipamentos. O vendedor primeiro pesa um frasco ou garrafa vazia, depois o enche com creme de leite, pesa novamente, determina o peso do creme de leite e só então calcula seu custo.
Na ordem para determinar massa agua em um navio que não pode ser pesado, dois parâmetros devem ser conhecidos - agua(ou qualquer outro líquido) e o volume do recipiente. Densidade aguaé 1 g/ml. A densidade de outro líquido pode ser encontrada em uma tabela especial, geralmente encontrada em livros de referência.
Se não houver recipiente de medição no qual a água possa ser derramada, calcule o volume do recipiente em que está localizado. O volume é sempre igual ao produto da área da base e da altura, e geralmente não há problemas com vasos de forma permanente. Volume agua em uma jarra será igual à área da base redonda à altura cheia de água. Multiplicando a densidade? por volume agua vc vai receber massa agua m: m=?*V.
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Nota
Você pode determinar a massa conhecendo a quantidade de água e sua massa molar. A massa molar da água é 18, pois consiste nas massas molares de 2 átomos de hidrogênio e 1 átomo de oxigênio. MH2O = 2MH+MO=2 1+16=18 (g/mol). m=n*M, onde m é a massa de água, n é a quantidade, M é a massa molar.
Todas as substâncias têm uma certa densidade. Dependendo do volume ocupado e da massa dada, a densidade é calculada. É encontrado com base em dados experimentais e transformações numéricas. Além disso, a densidade depende de muitos fatores diferentes, em conexão com os quais seu valor constante muda.
Instrução
Imagine que você recebe um vaso cheio de água até a borda. No problema é necessário encontrar a densidade da água, sem saber nem a massa nem o volume. Para calcular a densidade, ambos os parâmetros devem ser encontrados experimentalmente. Comece determinando a massa.
Pegue um recipiente e coloque-o na balança. Em seguida, despeje a água e coloque o recipiente de volta na mesma balança. Compare os resultados da medição e obtenha a fórmula para encontrar a massa de água:
mob.- mc.=mv., onde mob. - massa do vaso com água (massa total), mс - massa do vaso sem água.
A segunda coisa que você precisa encontrar é água. Despeje a água em um recipiente de medição e, usando a escala, determine o volume de água contido no recipiente. Só depois disso, usando a fórmula, encontre a densidade da água:
ρ=m/V
Com a ajuda deste experimento, só se pode determinar aproximadamente a densidade da água. No entanto, sob a influência de certos fatores, pode. Confira o mais importante desses fatores.
A uma temperatura da água de t=4°C, a água tem uma densidade de ρ=1000 kg/m^3 ou 1 g/cm^3. À medida que a densidade muda, a densidade também muda. Além disso, os fatores que afetam a densidade
Em laboratórios químicos muitas vezes é necessário determinar a densidade. Na literatura de anos anteriores e em livros de referência de edições antigas, são fornecidas tabelas de gravidade específica de soluções e sólidos. Este valor foi usado no lugar da densidade, que é uma das grandezas físicas mais importantes que caracterizam as propriedades da matéria.
A densidade de uma substância é a razão entre a massa de um corpo e seu volume:
Portanto, a densidade de uma substância é expressa * em g/cm3. A gravidade específica y é a razão entre o peso (gravidade) de uma substância para o volume:
A densidade e a gravidade específica de uma substância estão na mesma relação entre si como massa e peso, ou seja,
onde g é o valor local da aceleração da gravidade em queda livre. Assim, as dimensões da gravidade específica "(g/cm2 seg2) e da densidade (g/cm3), bem como seus valores numéricos, expressos em um sistema de unidades, diferem entre si*.
A densidade de um corpo não depende de sua localização na Terra, enquanto a gravidade específica varia dependendo de onde na Terra é medida.
Em alguns casos, é preferível usar a chamada densidade relativa, que é a razão entre a densidade de uma determinada substância e a densidade de outra substância sob certas condições. A densidade relativa é expressa como um número abstrato.
A densidade relativa d de substâncias líquidas e sólidas é geralmente determinada em relação à densidade da água destilada:
Escusado será dizer que p e p devem ser expressos nas mesmas unidades.
A densidade relativa d também pode ser expressa como a razão entre a massa da substância tomada e a massa de água destilada, tomada no mesmo volume que a substância, sob certas condições constantes.
Como os valores numéricos de densidade relativa e gravidade específica relativa sob as condições constantes especificadas são os mesmos, você pode usar tabelas de gravidade específica relativa em livros de referência da mesma maneira como se fossem tabelas de densidade.
A densidade relativa é um valor constante para cada substância quimicamente homogênea e para soluções a uma dada temperatura. Portanto, de acordo com
* Em alguns casos, a densidade é expressa em g/ml. A diferença entre os valores numéricos da densidade, expressos em g/cm3 e g/ml, é muito pequena. Deve ser levado em consideração apenas ao trabalhar com precisão especial.
Portanto, pela magnitude da densidade relativa, em muitos casos pode-se julgar a concentração de uma substância em uma solução.
* No sistema técnico de unidades (MKXCC). em que a unidade básica não é uma unidade de massa, mas uma unidade de força - quilograma-força (kg ou kgf), a gravidade específica é expressa em kg/m3 ou G/cm3. Deve-se notar que os valores numéricos da gravidade específica medida em G/cm3 e a densidade medida em g/cm3 coincidem, o que muitas vezes causa confusão nos conceitos de "densidade" e "gravidade específica".
Normalmente, a densidade de uma solução aumenta com o aumento da concentração do soluto (se o próprio soluto tiver uma densidade maior que a do solvente). Mas existem substâncias para as quais o aumento da densidade com o aumento da concentração vai apenas até um certo limite, após o qual, com o aumento da concentração, ocorre uma diminuição da densidade.
Por exemplo, o ácido sulfúrico tem a densidade mais alta de 1,8415 a uma concentração de 97,35%. Um aumento adicional na concentração é acompanhado por uma diminuição na densidade para 1,8315, o que corresponde a 99,31%.
O ácido acético tem uma densidade máxima a uma concentração de 77-79%, e o ácido acético 100% tem a mesma densidade que 41%.
Densidade relativa depende da temperatura em que é determinado. Portanto, eles sempre indicam a temperatura em que a determinação foi feita e a temperatura da água (o volume é tomado como uma unidade). Nos diretórios, isso é mostrado usando os índices apropriados, por exemplo eft; a designação acima indica que a densidade relativa foi determinada a uma temperatura de 200 C e a densidade da água a uma temperatura de 4 e C foi tomada como unidade de comparação. Existem também outros índices que indicam as condições em que a densidade relativa foi determinada , por exemplo, R4 Ul, etc.
A mudança na densidade relativa de 90% de ácido sulfúrico dependendo da temperatura ambiente é dada abaixo:
A densidade relativa diminui com o aumento da temperatura e aumenta com a diminuição da temperatura.
Ao determinar a densidade relativa, é necessário observar a temperatura em que foi realizada e comparar os valores obtidos com dados tabulares, mi, determinados na mesma temperatura.
Se a medição não foi realizada na temperatura indicada no manual, então. uma correção é introduzida, calculada como a mudança média na densidade relativa em um grau. Por exemplo, se na faixa entre 15 e 20 0C a densidade relativa de 90% de ácido sulfúrico diminui em 1,8198-1,8144 = 0,0054, então, em média, pode-se supor que quando a temperatura muda em 1 0C (acima de 15 0C) a densidade relativa diminui em 0,0054: 5 = 0,0011.
Assim, se a determinação for realizada a 18 0C, então a densidade relativa da solução indicada deve ser igual a:
No entanto, para introduzir uma correção de temperatura para a densidade relativa, é mais conveniente usar o nomograma abaixo (Fig. 488). Este nomograma, além disso, permite, mas com uma densidade relativa conhecida, calculada a uma temperatura padrão de 20°C, determinar aproximadamente a densidade relativa em outras temperaturas, o que às vezes pode ser necessário. A densidade relativa de líquidos pode ser determinado usando hidrômetros, picnômetros, pesos especiais e etc.
Determinação da densidade relativa por hidrômetros.
Para determinar rapidamente a densidade relativa de um líquido, são usados os chamados hidrômetros (Fig. 489). Trata-se de um tubo de vidro (Fig. 489, a), expandindo-se na parte inferior e tendo na extremidade um tanque de vidro cheio de granalha ou uma massa especial (menos frequentemente, mercúrio). Na parte superior estreita do hidrômetro há uma escala com divisões. Quanto menor a densidade relativa do líquido, mais profundo o hidrômetro afunda nele. Portanto, em sua escala, o menor valor da densidade relativa que pode ser determinado por esse hidrômetro é marcado na parte superior e o maior na parte inferior. Por exemplo, hidrômetros para líquidos com densidade relativa menor que um têm 1,000 abaixo, acima de 0,990, até acima de 0,980, etc.
As lacunas entre os dígitos são divididas em divisões menores, permitindo determinar a densidade relativa com uma precisão de até a terceira casa decimal. Para os hidrômetros mais precisos, a escala abrange valores de densidade relativa na faixa de 0,2-0,4 unidades (por exemplo, para determinar a densidade de 1.000 a 1.200, de 1.200 a 1.400, etc.). Esses hidrômetros são geralmente vendidos na forma de kits, que permitem determinar a densidade relativa em uma ampla faixa.
Nomograma para correção de temperatura
Às vezes, os hidrômetros são equipados com termômetros (Fig. 489.6), o que permite medir simultaneamente a temperatura na qual a determinação é realizada. Para determinar a densidade relativa usando um densímetro, o líquido é despejado em um cilindro de vidro (Fig. 490) com capacidade de pelo menos 0,5 litro, de forma semelhante a um medidor, mas sem bico e divisões. O tamanho do cilindro deve corresponder ao tamanho do hidrômetro. Não despeje líquido no cilindro até a borda, pois quando o hidrômetro estiver imerso, o líquido pode transbordar. Isso pode até ser perigoso ao medir a densidade de ácidos concentrados ou álcalis concentrados, etc. Portanto, o nível do líquido no cilindro deve estar vários centímetros abaixo da borda do cilindro.
Às vezes, o cilindro de densidade tem uma calha concêntrica na parte superior para que, se o líquido transbordar quando o hidrômetro estiver imerso, ele não derramará sobre a mesa.
Para determinar a densidade relativa, existem dispositivos especiais que mantêm um nível constante de líquido no cilindro. Um diagrama de um desses dispositivos é mostrado na Fig. 491. Trata-se de um cilindro 2, tendo a uma certa altura um tubo de drenagem 3 para escoar o líquido deslocado pelo hidrômetro quando imerso no líquido. O líquido deslocado entra no tubo 4, que possui uma torneira 5 através da qual o líquido pode ser drenado. O cilindro pode ser preenchido com o líquido investigado através de um tubo equalizador /, que possui uma expansão cilíndrica na parte superior.
Uma tabela da densidade de líquidos em várias temperaturas e pressão atmosférica para os líquidos mais comuns é fornecida. Os valores de densidade na tabela correspondem às temperaturas indicadas, a interpolação de dados é permitida.
Muitas substâncias são capazes de estar em estado líquido. Os líquidos são substâncias de várias origens e composições que possuem fluidez - são capazes de mudar de forma sob a influência de certas forças. A densidade de um líquido é a razão entre a massa de um líquido e o volume que ele ocupa.
Considere exemplos da densidade de alguns líquidos. A primeira coisa que vem à mente quando você ouve a palavra “líquido” é água. E isso não é de todo acidental, porque a água é a substância mais comum no planeta e, portanto, pode ser tomada como um ideal.
Igual a 1000 kg/m 3 para água destilada e 1030 kg/m 3 para água do mar. Como esse valor está intimamente relacionado à temperatura, vale ressaltar que esse valor “ideal” foi obtido a +3,7°C. A densidade da água fervente será um pouco menor - é igual a 958,4 kg / m 3 a 100 ° C. Quando os líquidos são aquecidos, sua densidade geralmente diminui.
A densidade da água está próxima do valor de vários produtos alimentícios. São produtos como: solução de vinagre, vinho, 20% de natas e 30% de natas. Produtos individuais são mais densos, por exemplo, gema de ovo - sua densidade é de 1042 kg / m 3. Acaba sendo mais denso que a água, por exemplo: suco de abacaxi - 1084 kg / m 3, suco de uva - até 1361 kg / m 3, suco de laranja - 1043 kg / m 3, Coca-Cola e cerveja - 1030 kg / m 3.
Muitas substâncias são menos densas que a água. Por exemplo, os álcoois são muito mais leves que a água. Portanto, a densidade é de 789 kg/m 3, butil - 810 kg/m 3, metil - 793 kg/m 3 (a 20 ° C). Certos tipos de combustível e óleos têm valores de densidade ainda mais baixos: óleo - 730-940 kg / m 3, gasolina - 680-800 kg / m 3. A densidade do querosene é de cerca de 800 kg / m 3, - 879 kg / m 3, óleo combustível - até 990 kg / m 3.
| Líquido | Temperatura, °C |
Densidade do líquido, kg/m3 |
|---|---|---|
| Anilina | 0…20…40…60…80…100…140…180 | 1037…1023…1007…990…972…952…914…878 |
| (GOST 159-52) | -60…-40…0…20…40…80…120 | 1143…1129…1102…1089…1076…1048…1011 |
| Acetona C3H6O | 0…20 | 813…791 |
| clara de ovo de galinha | 20 | 1042 |
| 20 | 680-800 | |
| 7…20…40…60 | 910…879…858…836 | |
| Bromo | 20 | 3120 |
| Água | 0…4…20…60…100…150…200…250…370 | 999,9…1000…998,2…983,2…958,4…917…863…799…450,5 |
| água do mar | 20 | 1010-1050 |
| A água é pesada | 10…20…50…100…150…200…250 | 1106…1105…1096…1063…1017…957…881 |
| Vodka | 0…20…40…60…80 | 949…935…920…903…888 |
| Vinho fortificado | 20 | 1025 |
| Vinho seco | 20 | 993 |
| gasóleo | 20…60…100…160…200…260…300 | 848…826…801…761…733…688…656 |
| 20…60…100…160…200…240 | 1260…1239…1207…1143…1090…1025 | |
| GTF (refrigerante) | 27…127…227…327 | 980…880…800…750 |
| Dautherm | 20…50…100…150…200 | 1060…1036…995…953…912 |
| Gema de ovo de galinha | 20 | 1029 |
| Carborano | 27 | 1000 |
| 20 | 802-840 | |
| Ácido nítrico HNO 3 (100%) | -10…0…10…20…30…40…50 | 1567…1549…1531…1513…1495…1477…1459 |
| Ácido palmítico C 16 H 32 O 2 (conc.) | 62 | 853 |
| Ácido sulfúrico H 2 SO 4 (conc.) | 20 | 1830 |
| Ácido clorídrico HCl (20%) | 20 | 1100 |
| Ácido acético CH 3 COOH (conc.) | 20 | 1049 |
| Conhaque | 20 | 952 |
| Creosote | 15 | 1040-1100 |
| 37 | 1050-1062 | |
| Xileno C 8 H 10 | 20 | 880 |
| Vitriol de cobre (10%) | 20 | 1107 |
| Vitriol de cobre (20%) | 20 | 1230 |
| Licor de cereja | 20 | 1105 |
| óleo combustível | 20 | 890-990 |
| Manteiga de amendoim | 15 | 911-926 |
| Óleo de máquina | 20 | 890-920 |
| Óleo do motor T | 20 | 917 |
| Azeite | 15 | 914-919 |
| (refinado) | -20…20…60…100…150 | 947…926…898…871…836 |
| Mel (desidratado) | 20 | 1621 |
| Acetato de metil CH 3 COOCH 3 | 25 | 927 |
| 20 | 1030 | |
| Leite condensado com açúcar | 20 | 1290-1310 |
| Naftaleno | 230…250…270…300…320 | 865…850…835…812…794 |
| Óleo | 20 | 730-940 |
| Óleo de secagem | 20 | 930-950 |
| pasta de tomate | 20 | 1110 |
| Melaço fervido | 20 | 1460 |
| Amido de melaço | 20 | 1433 |
| O BAR | 20…80…120…200…260…340…400 | 990…961…939…883…837…769…710 |
| Cerveja | 20 | 1008-1030 |
| PMS-100 | 20…60…80…100…120…160…180…200 | 967…934…917…901…884…850…834…817 |
| PES-5 | 20…60…80…100…120…160…180…200 | 998…971…957…943…929…902…888…874 |
| Purê de maçã | 0 | 1056 |
| (10%) | 20 | 1071 |
| Solução de sal em água (20%) | 20 | 1148 |
| Uma solução de açúcar em água (saturada) | 0…20…40…60…80…100 | 1314…1333…1353…1378…1405…1436 |
| Mercúrio | 0…20…100…200…300…400 | 13596…13546…13350…13310…12880…12700 |
| dissulfeto de carbono | 0 | 1293 |
| Silicone (dietilpolissiloxano) | 0…20…60…100…160…200…260…300 | 971…956…928…900…856…825…779…744 |
| xarope de maçã | 20 | 1613 |
| Terebintina | 20 | 870 |
| (teor de gordura 30-83%) | 20 | 939-1000 |
| Resina | 80 | 1200 |
| Alcatrão de carvão | 20 | 1050-1250 |
| suco de laranja | 15 | 1043 |
| suco de uva | 20 | 1056-1361 |
| suco de toranja | 15 | 1062 |
| Suco de tomate | 20 | 1030-1141 |
| suco de maçã | 20 | 1030-1312 |
| Álcool amil | 20 | 814 |
| Álcool butílico | 20 | 810 |
| Álcool isobutílico | 20 | 801 |
| Álcool isopropílico | 20 | 785 |
| Álcool metílico | 20 | 793 |
| álcool propílico | 20 | 804 |
| Álcool etílico C 2 H 5 OH | 0…20…40…80…100…150…200 | 806…789…772…735…716…649…557 |
| Liga de sódio-potássio (25%Na) | 20…100…200…300…500…700 | 872…852…828…803…753…704 |
| Liga de chumbo-bismuto (45%Pb) | 130…200…300…400…500..600…700 | 10570…10490…10360…10240…10120..10000…9880 |
| líquido | 20 | 1350-1530 |
| Soro de leite | 20 | 1027 |
| Tetracresiloxisilano (CH 3 C 6 H 4 O) 4 Si | 10…20…60…100…160…200…260…300…350 | 1135…1128…1097…1064…1019…987…936…902…858 |
| Tetraclorobifenil C 12 H 6 Cl 4 (arocloro) | 30…60…150…250…300 | 1440…1410…1320…1220…1170 |
| 0…20…50…80…100…140 | 886…867…839…810…790…744 | |
| Combustível diesel | 20…40…60…80…100 | 879…865…852…838…825 |
| Carburador de combustível | 20 | 768 |
| Combustível | 20 | 911 |
| Combustível RT | 836…821…792…778…764…749…720…692…677…648 | |
| Combustível T-1 | -60…-40…0…20…40…60…100…140…160…200 | 867…853…824…819…808…795…766…736…720…685 |
| Combustível T-2 | -60…-40…0…20…40…60…100…140…160…200 | 824…810…781…766…752…745…709…680…665…637 |
| Combustível T-6 | -60…-40…0…20…40…60…100…140…160…200 | 898…883…855…841…827…813…784…756…742…713 |
| Combustível T-8 | -60…-40…0…20…40…60…100…140…160…200 | 847…833…804…789…775…761…732…703…689…660 |
| Combustível TS-1 | -60…-40…0…20…40…60…100…140…160…200 | 837…823…794…780…765…751…722…693…879…650 |
| Tetracloreto de carbono (CTC) | 20 | 1595 |
| Urotropina C 6 H 12 N 2 | 27 | 1330 |
| Fluorobenzeno | 20 | 1024 |
| Clorobenzeno | 20 | 1066 |
| acetato de etila | 20 | 901 |
| brometo de etila | 20 | 1430 |
| Iodeto de etila | 20 | 1933 |
| cloreto de etila | 0 | 921 |
| Éter | 0…20 | 736…720 |
| Éter Harpius | 27 | 1100 |
Os indicadores de baixa densidade são distinguidos por líquidos como: terebintina 870 kg/m 3,
Como é que corpos que ocupam o mesmo volume no espaço podem ao mesmo tempo ter massas diferentes? É tudo sobre a sua densidade. Conhecemos esse conceito já na 7ª série, no primeiro ano de ensino de física na escola. É o principal conceito físico que pode abrir o MKT (teoria cinética molecular) para uma pessoa não apenas no curso de física, mas também em química. Com ele, uma pessoa pode caracterizar qualquer substância, seja água, madeira, chumbo ou ar.
Tipos de densidade
Então, essa é uma grandeza escalar, que é igual à razão entre a massa da substância em estudo e seu volume, ou seja, também pode ser chamada de gravidade específica. É denotado pela letra grega "ρ" (lida como "ro"), que não deve ser confundida com "p" - esta letra geralmente é usada para denotar pressão.
Como encontrar densidade na física? Use a fórmula da densidade: ρ = m/V
Este valor pode ser medido em g/l, g/m3 e, em geral, em quaisquer unidades relacionadas a massa e volume. Qual é a unidade SI para densidade? ρ = [kg/m3]. A tradução entre essas unidades é realizada por meio de operações matemáticas elementares. No entanto, é a unidade de medida do SI que tem o maior uso.
Além da fórmula padrão, que é usada apenas para sólidos, existe também uma fórmula para gás em condições normais (n.o.).
ρ (gás) = M/Vm
M é a massa molar do gás [g/mol], Vm é o volume molar do gás (em condições normais, esse valor é 22,4 l/mol).
Para definir melhor esse conceito, vale a pena esclarecer exatamente o que se entende por valor..
- A densidade de corpos homogêneos é precisamente a razão entre a massa de um corpo e seu volume.
- Existe também o conceito de “densidade da substância”, ou seja, a densidade de um corpo não homogêneo homogêneo ou uniformemente distribuído que consiste dessa substância. Este valor é constante. Existem tabelas (que você provavelmente usou nas aulas de física) que coletam valorespara várias substâncias sólidas, líquidas e gasosas. Portanto, este indicador para água é de 1000 kg/m3. Conhecendo esse valor e, por exemplo, o volume do banho, podemos determinar a massa de água que caberá nele substituindo os valores conhecidos na forma acima.
- No entanto, nem todas as substâncias são homogêneas. Para tanto, foi criado o termo "densidade corporal média". Para derivar esse valor, é necessário conhecer o ρ de cada componente de uma determinada substância separadamente e calcular o valor médio.
Corpos porosos e friáveis, entre outras coisas, têm:
- Densidade verdadeira, que é determinada sem levar em consideração os vazios na estrutura.
- Densidade específica (aparente), que pode ser calculada dividindo a massa de uma substância pelo volume total que ela ocupa.
Essas duas grandezas estão interligadas pelo coeficiente de porosidade - a razão entre o volume de vazios (poros) e o volume total do corpo em estudo.
A densidade das substâncias pode depender de vários fatores, e alguns deles podem simultaneamente aumentar esse valor para algumas substâncias e reduzi-lo para outras. Por exemplo, em baixas temperaturas, esse valor geralmente aumenta, no entanto, existem várias substâncias cuja densidade se comporta de forma anômala em uma determinada faixa de temperatura. Essas substâncias incluem ferro fundido, água e bronze (uma liga de cobre e estanho).
Por exemplo, o ρ da água é mais alto a 4 °C e pode mudar em relação a esse valor tanto quando aquecido quanto quando resfriado.
Vale ressaltar também que quando uma substância passa de um meio para outro (sólido-líquido-gasoso), ou seja, quando o estado de agregação muda, ρ também muda seu valor e o faz em saltos: aumenta durante a transição de gás para líquido e durante a cristalização líquida. No entanto, há uma série de exceções aqui também. Por exemplo, bismuto e silício são de pouco valor na solidificação. Um fato interessante: quando a água cristaliza, ou seja, quando se transforma em gelo, também reduz seu desempenho, e é por isso que o gelo não afunda na água.
Como calcular facilmente a densidade de vários corpos
Vamos precisar dos seguintes equipamentos:
- Escalas.
- Centímetro (medida), se o corpo investigado estiver em estado sólido de agregação.
- Balão volumétrico se a substância de teste for um líquido.
Para começar, medimos o volume do corpo em estudo usando um centímetro ou balão volumétrico. No caso de um líquido, simplesmente olhamos a escala disponível e registramos o resultado. Para uma viga de madeira de forma cúbica, será, portanto, igual ao valor do lado elevado à terceira potência. Tendo medido o volume, colocamos o objeto em estudo na balança e registramos o valor da massa. Importante! Se você estiver examinando um líquido, não se esqueça de levar em consideração a massa do recipiente no qual o objeto em estudo é despejado. Substituímos os valores obtidos experimentalmente na fórmula descrita acima e calculamos o indicador desejado.
Deve-se dizer que este indicador para vários gases sem instrumentos especiais é muito mais difícil de calcular, portanto, se você precisar de seus valores, é melhor usar os valores prontos da tabela de densidade de substâncias.
Além disso, para medir esse valor, são usados dispositivos especiais:
- O picnômetro mostra a densidade real.
- O hidrômetro é projetado para medir este indicador em líquidos.
- Burik Kachinsky e perfurar Zaidelman - dispositivos para explorar o solo.
- Um medidor de densidade vibratório é usado para medir uma determinada quantidade de líquidos e vários gases sob pressão.
