Tetthet er mengden materie, eller masse, per volum. Dette eksempelproblemet viser hvordan man beregner massen til et objekt ut fra en kjent tetthet og volum.
Enkelt eksempel (metriske enheter)
Som et eksempel på et enkelt problem, finn massen til et metallstykke som har et volum på 1,25 m3 og en tetthet på 3,2 kg / m3.
Først bør du legge merke til både volumet og tettheten ved å bruke volumet på kubikkmeter. Det gjør beregningen enkel. Hvis de to enhetene ikke var de samme, må du konvertere en slik at de ville være enige.
Deretter ordner du formelen for tetthet for å løse for masse.
Tetthet = masse ÷ Volum
Multipliser begge sider av ligningen etter volum for å få:
Tetthet x Volum = masse
eller
Masse = tetthet x volum
Nå kobler du inn tallene for å løse problemet:
Masse = 3,2 kg / m3 x 1,25 moh3
Hvis du ser at enhetene ikke vil kansellere, vet du at du gjorde noe galt. Hvis det skjer, omorganiser vilkårene til problemet fungerer. I dette eksemplet avlyser kubikkmeter, og etterlater kilo, som er en masseenhet.
Masse = 4 kg
Enkelt eksempel (engelske enheter)
Finn massen til en klatt vann med et volum på 3 gallon. Det virker enkelt nok. De fleste husker tettheten av vann som 1. Men det er i gram per kubikkcentimeter. Heldigvis er det lett å slå opp tettheten av vann i enhver enhet.
Vanntetthet = 8,34 pund / gal
Så problemet blir:
Masse = 8,34 pund / gal x 3 gal
Masse = 25 pund
Problem
Tettheten av gull er 19,3 gram per kubikkcentimeter. Hva er massen til en gullstang i kilo som måler 6 tommer x 4 tommer x 2 tommer?
Løsning
Tetthet er lik massen delt på volumet.
D = m / V
hvor
D = tetthet
m = masse
V = volum
Vi har tetthet og nok informasjon til å finne volumet i problemet. Det eneste som gjenstår er å finne massen. Multipliser begge sider av denne ligningen med volumet, V og få:
m = DV
Nå må vi finne volumet på gullstangen. Tettheten vi har fått er i gram pr kubikkcentimeter men baren er målt i tommer. Først må vi konvertere tommelmålingene til centimeter.
Bruke konverteringsfaktor på 1 tomme = 2,54 centimeter.
6 tommer = 6 tommer x 2,54 cm / 1 tomme = 15,24 cm.
4 tommer = 4 tommer x 2,54 cm / 1 tomme = 10,16 cm.
2 tommer = 2 tommer x 2,54 cm / 1 tomme = 5,08 cm.
Multipliser alle disse tre tallene sammen for å få volumet til gullstangen.
V = 15,24 cm x 10,16 cm x 5,08 cm
V = 786,58 cm3
Plasser dette i formelen over:
m = DV
m = 19,3 g / cm3 x 786,58 cm3
m = 14833,59 gram
Svaret vi ønsker er massen på gullstangen i kilo. Det er 1000 gram i 1 kilo, så:
masse i kg = masse i g x 1 kg / 1000 g
masse i kg = 14833,59 g x 1 kg / 1000 g
masse i kg = 14,83 kg.
Svar
Massen på gullstangen i kg som måler 6 tommer x 4 tommer x 2 tommer er 14,83 kilo.
Tips for suksess
- Det største problemet elevene gjør når de løser for masse er ikke å sette opp ligningen riktig. Husk at masse tilsvarer tetthet multiplisert med volum. På denne måten avbrytes enhetene for volum og etterlater enhetene for masse.
- Forsikre deg om at enhetene som brukes for volum og tetthet fungerer sammen. I dette eksemplet ble de blandede metriske og engelske enhetene med vilje brukt for å vise hvordan du konverterer mellom enhetene.
- Spesielt volumenheter kan være vanskelige. Husk at når du bestemmer volum, må du bruke riktig formel.
Sammendrag av tetthetsformler
Husk at du kan ordne en formel for å løse for masse, tetthet eller volum. Her er de tre likningene du skal bruke:
- Masse = tetthet x volum
- Tetthet = masse ÷ Volum
- Volum = masse ÷ tetthet
Lære mer
For flere eksempler på problemer, bruk Arbeidet med kjemiproblemer. Den inneholder over 100 forskjellige bearbeidede eksempler som er nyttige for kjemistudenter.
- Dette tetthetseksempelproblemet viser hvordan du beregner tetthet av et materiale når massen og volumet er kjent.
- Dette eksempelproblemet viser hvordan du finner tetthet av en ideell gass når gitt molekylmasse, trykk og temperatur.
- Dette eksempelproblemet viser trinnene som er nødvendige for konvertere tommer til centimeter.
Kilde
- "CRC Handbook of Tables for Applied Engineering Science," 2. utgave. CRC Press, 1976, Boca Raton, Fla.