02-в. Плотность вещества

      § 02-в. Плотность вещества

Для знакомства с новой физической величиной – плотностью вещества отправимся в литейный цех завода, взяв с собой весы и линейку. Выберем несколько разных по размерам чугунных и алюминиевых слитков прямоугольной формы (см. рисунок). Используя весы, измерим массы слитков, а используя линейку и формулу V=l·b·h, найдём объёмы.

Рис. 2.7. Слева изображены чугунные слитки, а справа алюминиевые. Благодаря прямоугольной форме мы легко сможем измерить объём каждого слитка при помощи линейки.

По результатам наших измерений  m и V  заполним следующую таблицу:

Табл. 2.8. Результаты эксперимента с чугунными и алюминиевыми брусками.

  Чугунные слитки Алюминиевые слитки
Масса, кг 8,5 45 18 29 6,2 18 9,7 4,5
Объём, дм3 1,3 6,5 2,6 3,9 2,3 6,5 3,6 1,8
Поделив массы на объёмы, получим:
их частное ≈ 7 ≈ 7 ≈ 7 ≈ 7 ≈ 3 ≈ 3 ≈ 3 ≈ 3

Заметим: при делении массы каждого слитка на его объём получаются одинаковые значения частного для всех чугунных слитков ( ≈ 7 кг/дм³) и для всех алюминиевых ( ≈ 3 кг/дм³). Другими словами, независимо от конкретных значений массы и объёма их частное постоянно для одного и того же вещества.

Эта закономерность послужила причиной для введения в физику новой величины – плотности вещества (см. далее формулу). Основная единица плотности – 1 кг/м³ (читается: килограмм на кубический метр).

Итак, физическая величина, равная отношению массы вещества к его объёму, называется плотностью вещества. Это – определение плотности. Его можно записать в виде формулы:

Формула для вычисления плотности: «ро равно эм разделить на вэ».

              ρ  =. m .                

ρ – плотность вещества, кг/м³
m – масса вещества, кг
V – объём вещества, м³

V

Из математики вы знаете, что значение всякой дроби показывает количество единиц величины, стоящей в числителе, приходящееся на одну единицу величины, стоящей в знаменателе. Плотность вещества – тоже значение дроби. Поэтому числовое значение плотности вещества показывает массу единицы объёма этого вещества. В этом состоит физический смысл числового значения плотности.

Объём воды равен объёму чугуна. Однако при этом масса чугуна больше в 7 раз.

Например, плотность чугуна составляет 7 кг/дм³. Это значит, что 1 дм³ чугуна будет иметь массу 7 кг. Соответственно, 1 м³ чугуна будет иметь массу в 1000 раз больше – 7000 кг. Плотность пресной воды 1 кг/л. Следовательно, масса 1 л воды 1 кг, а 1 м³ – 1000 кг. Аналогично и для других веществ: верна пропорция.

Вспомним, что формулы можно преобразовывать по правилам математики. Поэтому формулу плотности можно записать в других формах:

                    m = ρ · V           и           V  = . m .                
ρ

При пользовании этими формулами нужно следить, чтобы все величины были выражены в согласующихся друг с другом единицах, предпочтительно килограммах и кубических метрах. Эти единицы рекомендованы потому, что они часто используются в специальных таблицах значений плотности, подобных тем, которые помещены в следующем параграфе.

Источник

Поделитесь с другими:

Если материал понравился Вам и оказался для Вас полезным, поделитесь им со своими друзьями!

Читать по теме:

Интересные статьи: