Плътности на различни материали и вещества

Телата, изградени от различни вещества, имат различни маси при еднакви обеми. Например желязото с обем 1 m 3 има маса 7800 kg, а оловото със същия обем - 13000 kg.

Физическо количество, което показва каква е масата на дадено вещество в единица обем (т.е. например в един кубичен метър или в един кубичен сантиметър), се нарича плътноствещества.

За да разберете как да намерите плътността на дадено вещество, разгледайте следния пример. Известно е, че леден къс с обем 2 m 3 има маса 1800 kg. Тогава 1 m 3 лед ще има маса, която е 2 пъти по-малка. Разделяйки 1800 kg на 2 m 3, получаваме 900 kg / m 3. Това е плътността на леда.

Така, За да определите плътността на дадено вещество, трябва да разделите масата на даден обект на неговия обем.: Означете количествата, включени в този израз с букви:

м- телесна маса, V- обем на тялото, ρ - телесна плътност ( ρ -гръцка буква "ро").

Тогава формулата за изчисляване на плътността може да бъде записана по следния начин: Единицата за плътност в SI е килограм на кубичен метър(1 kg / m 3). На практика плътността на дадено вещество също се изразява в грамове на кубичен сантиметър (g / cm 3). За да установим връзка между тези единици, ние вземаме предвид това

1 g \u003d 0,001 kg, 1 cm 3 \u003d 0,000001 m 3.

Ето защо Плътността на едно и също вещество в твърдо, течно и газообразно състояние е различна. Например, плътността на водата е 1000 kg / m 3, ледът - 900 kg / m 3, а водната пара (при 0 0 C и нормално атмосферно налягане) - 0,59 kg / m 3.

Таблица 3

Плътности на някои твърди вещества

Таблица 4

Плътности на някои течности

Таблица 5

Плътности на някои газове

(Плътностите на телата, посочени в таблици 3-5, са изчислени при нормално атмосферно налягане и при температура от 0 0C за газове, за течности и твърди вещества при 20 0C.)

1. Какво показва плътността? 2. Какво трябва да се направи, за да се определи плътността на дадено вещество, като се знае масата на тялото и неговия обем? 3. Какви единици за плътност познавате? Как се свързват помежду си? 4. Три кубчета - от мрамор, лед и месинг - имат еднакъв обем. Кой има най-голяма маса, кой има най-малка? 5. Две кубчета - от злато и сребро - имат еднаква маса. Кое има по-голям обем? 6. Кой от цилиндрите, показани на фигура 22, има по-висока плътност? 7. Масата на всяко от телата на фигура 23 е 1 т. Кое от тях има по-малка плътност?

Дадена е таблица на плътността на течностите при различни температури и атмосферно налягане за най-често срещаните течности. Стойностите на плътността в таблицата съответстват на посочените температури, интерполацията на данните е разрешена.

Много вещества могат да бъдат в течно състояние. Течностите са вещества с различен произход и състав, които имат течливост - те могат да променят формата си под въздействието на определени сили. Плътността на течността е съотношението на масата на течността към обема, който тя заема.

Помислете за примери за плътността на някои течности. Първото нещо, което идва на ум, когато чуете думата "течност", е водата. И това съвсем не е случайно, защото водата е най-често срещаното вещество на планетата и затова може да се приеме за идеал.

Равно на 1000 kg / m 3 за дестилирана и 1030 kg / m 3 за морска вода. Тъй като тази стойност е тясно свързана с температурата, заслужава да се отбележи, че тази „идеална“ стойност е получена при +3,7°C. Плътността на врящата вода ще бъде малко по-малка - тя е равна на 958,4 kg / m 3 при 100 ° C. Когато течностите се нагряват, тяхната плътност обикновено намалява.

Плътността на водата е близка по стойност до различни хранителни продукти. Това са продукти като: разтвор на оцет, вино, 20% сметана и 30% заквасена сметана. Отделните продукти са по-плътни, например яйчен жълтък - плътността му е 1042 kg / m 3. Оказва се, че е по-плътен от водата, например: сок от ананас - 1084 кг / м 3, гроздов сок - до 1361 кг / м 3, портокалов сок - 1043 кг / м 3, кока-кола и бира - 1030 кг / м 3.

Много вещества са с по-малка плътност от водата. Например, алкохолите са много по-леки от водата. Така че плътността е 789 kg / m 3, бутил - 810 kg / m 3, метил - 793 kg / m 3 (при 20 ° C). Някои видове горива и масла имат дори по-ниски стойности на плътност: масло - 730-940 kg / m 3, бензин - 680-800 kg / m 3. Плътността на керосина е около 800 kg / m 3, - 879 kg / m 3, мазутът - до 990 kg / m 3.

Индикаторите с ниска плътност се отличават с течности като:терпентин 870 kg / m 3,

Всички метали имат определени физични и механични свойства, които всъщност определят тяхното специфично тегло. За да се определи как една или друга сплав от черна или неръждаема стомана е подходяща за производство, се изчислява специфичното тегло на валцувания метал. Всички метални изделия, които имат еднакъв обем, но са направени от различни метали, например от желязо, месинг или алуминий, имат различна маса, която е в пряка зависимост от неговия обем. С други думи, съотношението на обема на сплавта към нейната маса - специфичната плътност (kg / m3), е постоянна стойност, която ще бъде характерна за дадено вещество. Плътността на сплавта се изчислява по специална формула и е пряко свързана с изчисляването на специфичното тегло на метала.

Специфичното тегло на метала е съотношението на теглото на хомогенно тяло от това вещество към обема на метала, т.е. това е плътността, в справочниците се измерва в kg / m3 или g / cm3. От тук можете да изчислите формулата за това как да разберете теглото на метала. За да намерите това, трябва да умножите референтната стойност на плътността по обема.

Таблицата дава плътността на цветните метали и черния чугун. Таблицата е разделена на групи метали и сплави, където под всяко име е посочен класът според GOST и съответната плътност в g ​​/ cm3, в зависимост от температурата на топене. За да определите физическата стойност на специфичната плътност в kg / m3, трябва да умножите табличната стойност в g ​​/ cm3 по 1000. Например, по този начин можете да разберете каква е плътността на желязото - 7850 kg / m3.

Най-типичният черен метал е желязото. Стойността на плътността - 7,85 g / cm3 може да се счита за специфично тегло на черния метал на базата на желязо. Черните метали в таблицата включват желязо, манган, титан, никел, хром, ванадий, волфрам, молибден и черни сплави на тяхна основа, например неръждаема стомана (плътност 7,7-8,0 g / cm3), черни стомани ( плътност 7,85 g /cm3) използва се предимно чугун (плътност 7,0-7,3 g/cm3). Останалите метали се считат за цветни, както и сплави на тяхна основа. Цветните метали в таблицата включват следните видове:

− леки - магнезий, алуминий;

− благородни метали (благородни) – платина, злато, сребро и полускъпоценна мед;

− топими метали – цинк, калай, олово.

Таблица на специфичното тегло на метални сплави

Специфичното тегло на металите най-често се определя в лабораторията, но в чист вид те много рядко се използват в строителството. Много по-разпространено е използването на сплави от цветни метали и сплави от черни метали, които според специфичното си тегло се разделят на леки и тежки.

Леките сплави се използват активно от съвременната индустрия поради тяхната висока якост и добри високотемпературни механични свойства. Основните метали на такива сплави са титан, алуминий, магнезий и берилий. Но сплавите на базата на магнезий и алуминий не могат да се използват в агресивни среди и при високи температури.

Тежките сплави се основават на мед, калай, цинк и олово. Сред тежките сплави в много индустрии се използват бронз (сплав от мед с алуминий, сплав от мед с калай, манган или желязо) и месинг (сплав от цинк и мед). От тези марки сплави се произвеждат архитектурни детайли и санитарна арматура.

Справочната таблица по-долу показва основните качествени характеристики и специфично тегло на най-често срещаните метални сплави. Списъкът съдържа данни за плътността на основните метални сплави при температура на околната среда 20°C.

Представената в таблицата плътност на металите и сплавите ще ви помогне да изчислите теглото на продукта. Техниката за изчисляване на масата на част е да се изчисли нейният обем, който след това се умножава по плътността на материала, от който е направена. Плътността е масата на един кубичен сантиметър или кубичен метър от метал или сплав. Масовите стойности, изчислени на калкулатора с помощта на формули, могат да се различават от реалните с няколко процента. Това не е така, защото формулите не са точни, а защото в живота всичко е малко по-сложно, отколкото в математиката: правите ъгли не са съвсем прави, кръгът и сферата не са идеални, деформацията на детайла по време на огъване, преследване и щанцоване води до неравномерна дебелина и можете да изброите куп други отклонения от идеала. Последният удар върху нашия ангажимент към прецизност идва от шлайфането и полирането, което води до непредвидима загуба на тегло. Следователно получените стойности трябва да се третират като ориентировъчни.