¿Qué es la densidad?

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Análisis:

Densidad

La masa de un determinado sustancia y su La relación de volumen, es decir, la masa de una determinada sustancia por unidad de volumen, se llama densidad de esta sustancia. Su expresión matemática es ρ=m/V, la unidad principal de. la masa es el kilogramo y la unidad principal de volumen son los metros cúbicos, luego tome la masa de 1 metro cúbico de material como la densidad del material. Para sustancias no uniformes se denomina "densidad media". La densidad media de la tierra es 5,5×103 kg/m3, y la densidad media del aire seco en condiciones estándar es 0,001293×103 kg/m3. Las densidades de sólidos, metales, líquidos y gases no metálicos comunes se muestran en la tabla adjunta.

La aplicación de la densidad en la tecnología de producción se puede reflejar en los siguientes aspectos.

1. Saber identificar los materiales que componen el objeto.

2. Se puede calcular la composición de diversas sustancias contenidas en los objetos.

3. Puede calcular la masa de algunos objetos difíciles de pesar.

4. Puede calcular el volumen de objetos con formas complejas.

5. Puede determinar si un objeto es macizo o hueco.

6. Puede calcular la presión interna y la flotabilidad de líquidos.

En resumen, se puede observar que la densidad tiene una amplia gama de aplicaciones en la investigación, la producción y la vida científica. La densidad es una base importante para identificar sustancias desconocidas. El "argón" se descubrió calculando la densidad de un gas desconocido. Después de muchos experimentos y análisis espectrales, se confirmó que el aire contenía un nuevo gas previamente desconocido, llamado argón. En agricultura, se puede utilizar para juzgar la fertilidad del suelo. Los suelos que contienen mucho humus son fértiles y su densidad es generalmente de 2,3×103 kg/m3. La fertilidad del suelo se puede juzgar en función de su densidad. Al seleccionar semillas, puede seleccionarlas en función de sus condiciones de hundimiento y flotación en el agua: las semillas regordetas y robustas se hunden debido a su alta densidad, y las semillas de otras malezas flotan en el agua debido a su baja densidad; En la producción industrial, por ejemplo, la producción de almidón utiliza patatas como materia prima. En general, las patatas con más almidón son más densas, por lo que la producción de almidón se puede estimar midiendo la densidad de las patatas. Por poner otro ejemplo, antes de que una fábrica funda un objeto metálico, necesita estimar cuánto metal fundir. La cantidad requerida de metal se puede calcular en función del volumen del molde y la densidad del metal.

Métodos para medir la densidad de objetos

Existen varios métodos para medir la densidad de objetos, que pueden desarrollar el pensamiento de los estudiantes. He resumido los siguientes métodos de medición:

1. Medición de la densidad del sólido

Principio básico: ρ=m/V:

1. Método de pesaje:

Equipo: balanza, probeta , agua, bloque de metal, cuerda

Pasos: 1) Utilice una balanza para pesar la masa del bloque de metal

2) Vierta una cantidad adecuada de agua en el cilindro medidor y; lee el volumen como V1,

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3) Ata el bloque de metal con una cuerda y colócalo en la probeta, sumérgelo y lee el volumen como V2.

Expresión de cálculo: ρ=m/(V2-V1)

2. Método de gravedad específica de la copa:

Equipo: vaso de precipitados, agua, bloque metálico, balanza ,

Pasos: 1), llenar el vaso con agua, ponerlo en la balanza y pesar la masa como m1

2), introducir suavemente el bloque en el agua, y dejar que rebose la parte de agua, luego poner el vaso en la balanza y pesar la masa m2

3) Sacar el bloque de metal, poner el vaso en la balanza y pesar la masa m3 del vaso y el; agua restante.

Expresión de cálculo: ρ = ρ agua (m2-m3)/(m1-m3)

3. Método de la ley de Arquímedes:

Equipo: Balanza de resorte , bloque de metal, agua, cuerda

Pasos: 1), ate el bloque de metal con una cuerda y use una balanza de resorte para pesar la gravedad G del bloque de metal

2; ), Sumerja completamente el bloque de metal en el agua y use una balanza de resorte para pesar el peso aparente del bloque de metal en el agua, G/

Expresión de cálculo: ρ=Gρwater/(G-G/)

4. Método de flotabilidad (1):

Equipo: bloque de madera, agua, aguja fina, probeta medidora

Pasos: 1) Inyectar una cantidad adecuada de agua en el cilindro medidor y lea el volumen como V1;

2) Coloque el bloque de madera en el agua, haga flotar y lea el volumen V2 después de que esté quieto

3 ) Inserte el bloque de madera con una aguja fina, sumerja el bloque de madera completamente en el agua y lea el volumen. El volumen de salida es V3.

Expresión de cálculo: ρ = ρ agua (V2-V1)/(V3-V1)

5. Método de flotabilidad (2):

Equipo: Báscula , vaso cilíndrico, agua, vaso de plástico pequeño, piedras pequeñas

Pasos: 1) Coloque una cantidad adecuada de agua en el vaso cilíndrico, luego coloque suavemente el vaso de plástico con la boca del vaso hacia arriba, deje que flota y usa una báscula para medir la altura h1 del agua en la taza.

2) Coloca suavemente la piedra pequeña en la taza, hazla flotar y usa una báscula para medir la altura h2 de; el agua;

3) Saca la piedra pequeña del vaso, métela en el agua, húndela y usa la balanza para medir la altura h3 del agua. Expresión de cálculo: ρ=ρagua(h2-h1)/(h3-h1)

6. Método del densímetro:

Equipo: huevos, densímetro, agua, sal, vaso de vidrio

Pasos: 1) Echar una cantidad adecuada de agua en el vaso, introducir suavemente el huevo y dejar que se hunda.

2) Añadir poco a poco sal al agua. densímetro mientras agrega hasta que los huevos floten. Utilice un densímetro para medir la densidad del agua salada.

La densidad es igual a la densidad de los huevos. del líquido:

1. Método de pesaje:

Equipo: vaso de precipitado, probeta medidora, balanza, líquido a medir

Pasos: 1) Utilice una balanza pesar la masa M1 del vaso de precipitado

2) Vierta el líquido a medir en el vaso de precipitado y mida la masa total M2

3) Vierta el líquido del vaso de precipitado; la probeta y medir el volumen V.

Expresión de cálculo: ρ=(M2-M1)/V

2. Método de gravedad específica del vaso

Equipo: vaso de precipitado, agua, líquido a tratar, balanza

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Pasos: 1) Usar una balanza para pesar la masa quemada M1

2) Llenar el vaso con agua y pesar la masa total M2; p>

3 ), vierte el agua en el vaso, llena el vaso con el líquido a medir y pesa la masa total M3.

Expresión de cálculo: ρ = ρ agua (M3-M1)/(M2-M1)

3. Método de la ley de Arquímedes:

Equipo: Balanza de resorte , agua, líquido a medir, piedras pequeñas, cuerda

Pasos: 1) Ate la piedra pequeña con una cuerda y use una báscula de resorte para pesar la gravedad G de la piedra pequeña

<; p> 2) Sumerja el trozo pequeño en el agua y utilice una balanza de resorte para pesar el peso aparente de la piedra pequeña G/

3) Sumerja el trozo pequeño en el líquido a medir, y use una balanza de resorte para pesar la piedra pequeña. El peso aparente del bloque es G.

Expresión de cálculo: ρ=ρagua (G-G)/(G-G/)

4. Método del tubo en forma de U:

Equipo: tubo en forma de U, agua, líquido a medir, escala

Pasos: 1) Vierta una cantidad adecuada de agua en el tubo en forma de U

2) Vierta el líquido a medir desde un tubo; del tubo en forma de U Inyectar lentamente a lo largo de la pared de la boca.

3) Utilice una balanza para medir la altura h1 del agua en el tubo y la altura h2 del líquido a medir (Como se muestra en la figura)

Expresión de cálculo. : ρ=ρagua h1/h2

(Nota: Las condiciones para usar este método son: el líquido a medir es insoluble en agua y la densidad del líquido a medir es menor que la densidad de agua)

5. Método del densímetro:

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Equipo: densímetro, líquido a medir

Método: Coloque el densímetro en el líquido a medir y leer la densidad directamente.