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Densidad
En física densidad (ρ) de a cuerpo es cociente de su masa (m) a su volumen (V), una medida de cómo firmemente materia dentro de él se embala junto[1]. Su Unidades del SI sea kilogramos por metro cúbico (³ de kg/m). También se da a veces en unidades de los cgs de gramos por centímetro cúbico (³ de g/cm).
La densidad se define cerca:
Las varias sustancias tienen diversas densidades, y es esta cantidad que se determina cómo obran recíprocamente cuando están mezcladas juntas. Por ejemplo, en unidades del SI la densidad de plomo es 11.35 x 103, el de agua es 1 x 103, y el de corcho es 0.24 x 103. El plomo tiene una mayor densidad que el agua él se hunde tan; el corcho tiene una densidad más pequeña así que flota[2].
En algunos casos la densidad se expresa como a gravedad específica o densidad relativa, en este caso se expresa en los múltiplos de la densidad de un poco de otro material estándar, generalmente agua o aire.
Contenido |
Historia
En un problema bien conocido, Archimedes fue dado la tarea de determinar si Rey Hiero's orfebre desfalcaba oro durante la fabricación de una guirnalda dedicada a los dioses y a substituirla por otra, más barato aleación.[3]
Archimedes sabía que la guirnalda de forma irregular se podría romper en un cubo o una esfera, donde el volumen se podría calcular más fácilmente en comparación con el peso; el rey no aprobó de esto.
Deslumbrado, Archimedes fue a tomar un baño y observado de la subida del agua sobre entrar ese él podría calcular el volumen de la corona con dislocación del agua. ¡Alegado, sobre este descubrimiento, Archimedes fue a funcionar sin embargo las calles en el grito desnudo, “Eureka! ¡Eureka! “(Griego “lo he encontrado”). Consecuentemente, el término “eurekael “parlance común entrado y se utiliza hoy para indicar un momento de la aclaración.
Esta historia primero apareció en forma escrita adentro Vitruvius' libros de la arquitectura, dos siglos después de él supuesto ocurrieron.[4] Algunos eruditos han dudado la exactitud de este cuento, decir entre otras cosas que el método habría requerido las medidas exactas que habrían sido difíciles de hacer en ese entonces.[5]
Medida de la densidad
Para a homogéneo opóngase, la masa dividida por el volumen da la densidad. Si el objeto tiene una masa que varía, esta prescripción da la densidad media. La masa se mide normalmente con un apropiado escala o balance; el volumen se puede medir directamente (de la geometría del objeto) o por la dislocación de un líquido.
Un instrumento muy común para la medida directa de la densidad de un líquido es aerómetro. Un dispositivo menos común para medir la densidad flúida es a picnómetro, un dispositivo similar para medir la densidad absoluta de un sólido es un picnómetro del gas. Otro instrumento determinaba la densidad de a líquido o a gas es el metro digital de la densidad - basado en tubo en forma de "u" oscilante principio.
La densidad de un material sólido puede ser ambigua, dependiendo de exactamente cómo se define, y ésta puede causar la confusión en la medida. Un ejemplo común es arena: si está llenada suavemente en un envase, la densidad será pequeña; cuando la misma arena se condensa en el mismo envase, ocupará menos volumen y por lo tanto llevará una mayor densidad. Esto es porque la “arena” contiene muchos de granos individuales medios del espacio de aire; esta densidad total se llama densidad a granel, que diferencia perceptiblemente de la densidad de un grano individual de la arena.
Unidades comunes
SI las unidades para la densidad son:
- kilogramos por metro cúbico (³ de kg/m)
- gramos por centímetro cúbico (³ de g/cm)
Unidades fuera del SI
- kilogramos por litro (kg/L). Agua tiene generalmente una densidad alrededor de 1 kg/L, haciendo esto una unidad conveniente.
- gramos por mililitro (g/ml), a que es equivalente (³ de g/cm).
También suceden ser numéricamente equivalente a kg/L (1 kg/L = 1 ³ de g/cm = 1 g/ml).
En LOS E.E.U.U. unidades acostumbradas o Unidades imperiales, las unidades de la densidad incluyen:
- onzas por pulgada cúbica (oz/in3)
- libras por la pulgada cúbica (lb/in3)
- libras por pie cúbico (lb/ft3)
- libras por yarda cúbica (lb/yd3)
- libras por galón (para los E.E.U.U. o galones imperiales) (lb/gal)
- libras por los E.E.U.U. celemín (lb/bu)
- lingotes por pie cúbico.
Cambios de la densidad
En general la densidad puede ser cambiada cambiando cualquiera presión o temperatura. El aumento de la presión aumentará siempre la densidad de un material. El aumento de la temperatura disminuye generalmente la densidad, pero hay excepciones notables a esta generalización. Por ejemplo, la densidad de agua los aumentos entre su punto de fusión en 0 °C y el °C 4 y el comportamiento similar se observan adentro silicio en las bajas temperaturas.
El efecto de la presión y de la temperatura en las densidades de líquidos y de sólidos es pequeño de modo que un típico compresibilidad para un líquido o un sólido está 10–6 barra–1 (1 bar=0.1 MPa) y un típico expansivity termal es 10–5 K–1.
En cambio, la densidad de gases es afectada fuertemente por la presión. Ley de Boyle dice que la densidad del gas ideal se da cerca
donde R es constante de gas universal, P es la presión, M masa molar, y T temperatura absoluta.
Esto significa que un gas en 300 K y 1 barra hará su densidad doblar aumentando la presión a 2 barra o reduciendo la temperatura a 150 K.
Iridio está la sustancia sabida más densa en condiciones estándares para la temperatura y la presión.
Densidad del agua
| Temperatura (°C) | Densidad (g/cm3) |
|---|---|
| 100 | 0.9584 |
| 80 | 0.9718 |
| 60 | 0.9832 |
| 40 | 0.9922 |
| 30 | 0.9956502 |
| 25 | 0.9970479 |
| 22 | 0.9977735 |
| 20 | 0.9982071 |
| 15 | 0.9991026 |
| 10 | 0.9997026 |
| 4 | 0.9999720 |
| 0 | 0.9998395 |
| −10 | 0.998117 |
| −20 | 0.993547 |
| −30 | 0.983854 |
| La densidad del agua en gramos por centímetro cúbico en las varias temperaturas los grados centígrados [6] Los valores debajo de 0 °C se refieren sometido a sobrefusión agua. |
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Densidad del aire
| T en °C | ρ en ³ de kg/m (en 1 atmósfera) |
|---|---|
| –10 | 1.342 |
| –5 | 1.316 |
| 0 | 1.293 |
| 5 | 1.269 |
| 10 | 1.247 |
| 15 | 1.225 |
| 20 | 1.204 |
| 25 | 1.184 |
| 30 | 1.165 |
Densidad de soluciones
La densidad de una solución es la suma de las concentraciones (massic) totales de los componentes de esa solución. Forme la concentración (massic) de un ρ componente dadoi en una solución puede ser llamado densidad parcial de ese componente.
Densidades de varios materiales
| Material | ρ en ³ de kg/m | Notas |
|---|---|---|
| Medio interestelar | 10-25 − 10-15 | Si se asume que el 90% H, el 10% él; t variable |
| Atmósfera de la tierra | 1.2 | En el nivel del mar |
| Aerogel | 1 − 2 | |
| Styrofoam | 30 − 120 | De |
| Corcho | 220 − 260 | De |
| Agua | 1000 | En STP |
| Plásticos | 850 − 1400 | Para polypropylene y PETE/PVC |
| Tierra | 5515.3 | Densidad mala |
| Cobre | 8960 | Cerca temperatura ambiente |
| Plomo | 11340 | Cerca temperatura ambiente |
| Base interna | ~13000 | Según lo enumerado adentro Tierra |
| Uranio | 19100 | Cerca temperatura ambiente |
| Iridio | 22500 | Cerca temperatura ambiente |
| La base del Sol | ~150000 | |
| Núcleos atómicos | ~3 × 1017 | Según lo enumerado adentro estrella de neutrón |
| Estrella de neutrón | 8.4 × 1016 − 1 × 1018 | |
| Calabozo | 2 × 1030 | Densidad mala dentro del Radio de Schwarzschild de un calabozo de la tierra-masa (teórico) |
Referencias
- ^ About.com: ¿Cuál es densidad?
- ^ Enciclopedia ilustrada Oxford: El mundo físico P. 87
- ^ Archimedes, un ladrón del oro y flotabilidad - por Larry “Harris” Taylor, Ph.D.
- ^ Vitruvius en la arquitectura, libro IX, párrafos 9-12, traducidos a inglés y en el latín original.
- ^ El primer momento de Eureka, Ciencia 305: 1219, agosto de 2004. Hecho o ficción?: Archimedes acuñó el término “Eureka!” en el baño, Americano científico, Diciembre de 2006.
- ^ Lide, D. R. (Ed.) (1990). Manual del CRC de la química y de la física (70.o Edn.). Boca Raton (FL): Presión del CRC.
Libros
- Fundamentales de la aerodinámica Segunda edición, McGraw-Colina, Juan D. Anderson, Jr.
- Fundamentales de los mecánicos flúidos Wiley, B.R. Munson, D.F. Jóvenes y T.H. Okishi
- Introducción a los mecánicos flúidos Cuarta edición, Wiley, versión del SI, R.W. Zorro y A.T. McDonald
- Termodinámica: Un acercamiento de la ingeniería Segunda edición, McGraw-Colina, edición internacional, Y.A. Cengel y M.A. Boles
Vea también
Acoplamientos externos
- Cálculo de cristal de la densidad - cálculo de la densidad del cristal en la temperatura ambiente y de los derretimientos de cristal en 1000 - 1400°C
- Lista de elementos de la tabla periódica - clasificada por Density
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