Внутренняя структура и плотность
| English | Русский |
|---|---|
| density/ˈdensɪti/ | плотность |
| fluid/ˈfluːɪd/ | жидкость |
Мраморный шарик тяжелее пляжного мяча
- Маленький стальной шарик может быть тяжелее огромного воздушного шара. Как такое возможно?
- Шарик упаковывает много массы в маленькое пространство; шарик разбрасывает немного массы по большому объему.
- Важна масса на единицу объема — плотность.
- Плотность объясняет, что плавает, что тонет и как ведут себя жидкости.
Определение плотности
- Плотность — это масса, деленная на объем: $\rho = \dfrac{m}{V}$.
- Её единицы измерения — $\tfrac{\text{kg}}{\text{m}^3}$ (или $\tfrac{\text{g}}{\text{cm}^3}$).
- Плотность показывает, насколько плотно упаковано вещество, а не его общее количество.
- Плотность воды составляет примерно $1000\ \tfrac{\text{kg}}{\text{m}^3}$; свинца — более $11\,000$; воздуха — всего около $1.2$.
Тяжелее тонет, легче плавает
Измените плотность объекта и жидкости и посмотрите, будет ли он плавать или тонуть.
Блок имеет массу $600\ \text{g}$ и объем $200\ \text{cm}^3$. Какова его плотность в $\tfrac{\text{g}}{\text{cm}^3}$?
$\rho = m/V = 600/200 = 3\ \tfrac{\text{g}}{\text{cm}^3}$.
Плотность определяется как:
$\rho = m/V$ — масса на единицу объема.
Твёрдые тела, жидкости и газы
- В твёрдом теле частицы расположены плотно и неподвижно, поэтому твёрдые тела обычно имеют высокую плотность.
- В жидкости частицы соприкасаются, но могут скользить, поэтому жидкости плотные, но текучие.
- В газе частицы находятся далеко друг от друга, поэтому газы имеют очень низкую плотность.
- Жидкость (流体) — это всё, что течёт: как жидкости, так и газы.
Чтобы найти массу по плотности и объему, используйте $m = \rho \times \_\_$.
Преобразование $\rho = m/V$ дает $m = \rho V$.
Плотность воды составляет $1\ \tfrac{\text{g}}{\text{cm}^3}$. Какова масса $250\ \text{cm}^3$ воды в граммах?
$m = \rho V = 1 \times 250 = 250\ \text{g}$.
Выберите все верные утверждения о плотности и агрегатных состояниях вещества.
газы низкоплотные, жидкости и газы текут (жидкости), твердые тела уплотнены. Плотность относится к объему, а не к общей массе.
Применение плотности
- Преобразуйте формулу для нахождения любой величины: $m = \rho V$ или $V = \dfrac{m}{\rho}$.
- Зная плотность материала и объём, можно вычислить массу без взвешивания.
- Сравнение плотностей позволяет мгновенно определить, какой объект будет плавать в какой жидкости.
- Это отправная точка для понимания давления, плавучести и течения жидкостей.
Большой тяжелый объект всегда имеет высокую плотность.
Плотность — это масса на единицу объема. Большой объект может иметь низкую плотность, если его масса распределена по большому объему.
Плотность не равна массе или весу. Гигантский объект может иметь низкую плотность (мяч для пляжа); маленький — высокую (мраморный шарик). Всегда делите массу на объём: большой тяжёлый предмет не обязательно является «плотным».
Блок имеет массу $600\ \text{g}$ и объём $200\ \text{cm}^3$. Найдите его плотность.
- $\rho = \dfrac{m}{V} = \dfrac{600}{200} = 3\ \tfrac{\text{g}}{\text{cm}^3}$.
Это в три раза плотнее воды ($1\ \tfrac{\text{g}}{\text{cm}^3}$), поэтому он утонет в воде.
Плотность — это масса на единицу объёма, $\rho = \dfrac{m}{V}$ (в $\tfrac{\text{kg}}{\text{m}^3}$). Она измеряет степень упаковки материи, а не её общее количество. Твёрдые тела и жидкости плотные; газы — нет. Жидкость — это всё, что течёт.