Плотности жидкостей таблица физика: Таблица плотности жидкостей — 2mb.ru

Содержание

Таблица плотности жидкостей — 2mb.ru

Таблица плотности жидкостей позволяет узнать, какую плотность имеют различные вещества при определенной температуре.
Эта таблица широко применяется в физике при решении задач различной сложности. Единицы измерения плотности (ρ) – (1 г/л = 10³ кг/м³). Плотность – это отношение массы вещества к занимаемому им объему.

Вещество	Температура, °С	ρ
Ацетон	20	0,792
Бензин	20	0,68–0,72
Бензол	0	0,899
Вода	4	1
Глицерин	20	1,26
Керосин	20	0,82
2-Ксилол	20	0,88
Кислота
→ азотная	20	1,502
→ пальмитиновая	62	0,853
→ уксусная	20	1,049
Масло
→ вазелиновое	20	0,8
→ креозот	15	1,04–1,10
→ машинное	20	0,90–0,92
→ парафиновое	20	0,87–0,88
→ скипидарное	20	0,87
Метилацетат	25	0,9274
Молоко	20	1,03
Морская вода	20	1,01–1,05
Нефть	20	0,81–0,85
Пентан	20	0,626
Ртуть	0	13,596
Спирт амиловый	20	0,814
Спирт
→ бутиловый	20	0,80978
→ изобутиловый	20	0,8011
→ изопропиловый	20	0,7854
→ пропиловый	20	0,8044
→ метиловый	20	0,7928
→ этиловый	20	0,7893
Сероуглерод	0	1,293
Углерод четыре хлористый	20	1,595
Фторбензол	20	1,024
Хлорбензол	20	1,066
Хлороформ	20	1,489
Эфир	0	0,736
Этилацетат	20	0,901
Этилбромид	20	1,43
Этилиодид	20	1,933
Этилхлорид	0	0,9214

Плотность жидкостей (Таблица)

Жидкость

Температура t, °C

Плотность p, кг/м³

Азотная кислота

1512

Анилин

1037

Ацетон

813

Ацетальдегид

780

Аммиак сжиженный

681

Акриловая кислота

800

Бензин

900

Бензол

900

Бромистоводородная кислота (65%)

1767,5

Бромистый водород ( — 68 град. )

2170

Бутадиен

621,1

Бром

3120

Бутиловые спирты (1 — бутанол)

809,9

Вода дистиллированная

1000

Водород

-235

70,8

Вода морская

1010

Глицерин безводный

1260

Касторовое масло

—

Ксилол

880

Керосин

850

Льняное вареное масло

940

Машинное масло

—

Мазут

—

Медный купорос (15% СuSO₄ 5H₂O)

1100

Минеральное смазочное масло

890-930

Молоко

1030

Мёд

1350

Масло подсолнечное

940

Едкий натрий (66% NaOH)

1700

Нефтяное масло

890

Нефть

800

Н — амилацетат

875

Пентан

626,2

Ртуть чистая

13600

Спирт бутиловый

810

Спирт изопропиловый

—

Спирт метиловый

810

Спирт этиловый

806

Серная кислота

1834

7,5%-ная Н2SO4

1050

87%-ная Н2SO4

1800

Сернистая кислота сгущенная

-20

1490

Смоляное масло

960

Соляная кислота

—

10%-ная НС1

1050

Смола

1200

Скипидар

—

Сжиженный воздух

-194

860

Циклогексан

778,5

Циклогексанон

946

Цетан

770

Хлоропрен

958

Хлороформ

1488

Уксусная кислота

1049

Эфир

—

Таблица плотности веществ

Плотность — физическая величина, которая равна отношению массы тела к его объему:

Плотности некоторых твердых тел
(при норм. атм. давл., t = 20ºC)

Твердое тело	ρ, кг / м ³	ρ, г / cм ³	Твердое тело	ρ, кг / м ³	ρ, г / cм ³
Осмий	22 600	22,6	Мрамор	2700	2,7
Иридий	22 400	22,4	Стекло оконное	2 500	2,5
Платина	21 500	21,5	Фарфор	2 300	2,3
Золото	19 300	19,3	Бетон	2 300	2,3
Свинец	11 300	11,3	Кирпич	1 800	1,8
Серебро	10 500	10,5	Сахар-рафинад	1 600	1,6
Медь	8 900	8,9	Оргстекло	1 200	1,2
Латунь	8 500	8,5	Капрон	1 100	1,1
Сталь, железо	7 800	7,8	Полиэтилен	920	0,92
Олово	7 300	7,3	Парафин	900	0,90
Цинк	7 100	7,1	Лёд	900	0,90
Чугун	7 000	7,0	Дуб (сухой)	700	0,70
Корунд	4 000	4,0	Сосна (сухая)	400	0,40
Алюминий	2 700	2,7	Пробка	240	0,24

Плотности некоторых жидкостей
(при норм. атм. давл., t = 20ºC)

Жидкость	ρ, кг / м ³	ρ, г / cм ³	Жидкость	ρ, кг / м ³	ρ, г / cм ³
Ртуть	13 600	13,60	Керосин	800	0,80
Серная кислота	1 800	1,80	Спирт	800	0,80
Мёд	1 350	1,35	Нефть	800	0,80
Вода морская	1 030	1,03	Ацетон	790	0,79
Молоко цельное	1 030	1,03	Эфир	710	0,71
Вода чистая	1000	1,00	Бензин	710	0,71
Масло подсолнечное	930	0,93	Жидкое олово(при t = 400ºC)	6 800	6,80
Масло машинное	900	0,90	Жидкий воздух(при t = -194ºC)	860	0,86

Плотности некоторых газов
(при норм. атм. давл., t = 20ºC)

Газ	ρ, кг / м ³	ρ, г / cм ³	Газ	ρ, кг / м ³	ρ, г / cм ³
Хлор	3,210	0,00321	Оксид углерода (II)(угарный газ)	1,250	0,00125
Оксид углерода (IV)(углекислый газ)	1,980	0,00198	Природный газ	0,800	0,0008
Кислород	1,430	0,00143	Водяной пар (приt = 100ºC)	0,590	0,00059
Воздух (при 0ºC)	1,290	0,00129	Гелий	0,180	0,00018
Азот	1,250	0,00125	Водород	0,090	0,00009

Другие заметки по химии

таблица значений при различной температуре

Анилин	0…20…40…60…80…100…140…180	1037…1023…1007…990…972…952…914…878
Антифриз 65 (ГОСТ 159-52)	-60…-40…0…20…40…80…120	1143…1129…1102…1089…1076…1048…1011
Ацетон C₃H₆O	0…20	813…791
Белок куриного яйца	20	1042
Бензин	20	680-800
Бензол C₆H₆	7…20…40…60	910…879…858…836
Бром	20	3120
Вода	0…4…20…60…100…150…200…250…370	999,9…1000…998,2…983,2…958,4…917…863…799…450,5
Вода морская	20	1010-1050
Вода тяжелая	10…20…50…100…150…200…250	1106…1105…1096…1063…1017…957…881
Водка	0…20…40…60…80	949…935…920…903…888
Вино крепленое	20	1025
Вино сухое	20	993
Газойль	20…60…100…160…200…260…300	848…826…801…761…733…688…656
Глицерин C₃H₅(OH)₃	20…60…100…160…200…240	1260…1239…1207…1143…1090…1025
ГТФ (теплоноситель)	27…127…227…327	980…880…800…750
Даутерм	20…50…100…150…200	1060…1036…995…953…912
Желток яйца куры	20	1029
Карборан	27	1000
Керосин	20	802-840
Кислота азотная HNO₃ (100%-ная)	-10…0…10…20…30…40…50	1567…1549…1531…1513…1495…1477…1459
Кислота пальмитиновая C₁₆H₃₂O₂ (конц.)	62	853
Кислота серная H₂SO₄ (конц.)	20	1830
Кислота соляная HCl (20%-ная)	20	1100
Кислота уксусная CH₃COOH (конц.)	20	1049
Коньяк	20	952
Креозот	15	1040-1100
Кровь человека	37	1050-1062
Ксилол C₈H₁₀	20	880
Купорос медный (10%)	20	1107
Купорос медный (20%)	20	1230
Ликер вишневый	20	1105
Мазут	20	890-990
Масло арахисовое	15	911-926
Масло машинное	20	890-920
Масло моторное Т	20	917
Масло оливковое	15	914-919
Масло подсолнечное (рафинир.)	-20…20…60…100…150	947…926…898…871…836
Мед (обезвоженный)	20	1621
Метилацетат CH₃COOCH₃	25	927
Молоко	20	1030
Молоко сгущенное с сахаром	20	1290-1310
Нафталин	230…250…270…300…320	865…850…835…812…794
Нефть	20	730-940
Олифа	20	930-950
Паста томатная	20	1110
Патока вареная	20	1460
Патока крахмальная	20	1433
ПАБ	20…80…120…200…260…340…400	990…961…939…883…837…769…710
Пиво	20	1008-1030
ПМС-100	20…60…80…100…120…160…180…200	967…934…917…901…884…850…834…817
ПЭС-5	20…60…80…100…120…160…180…200	998…971…957…943…929…902…888…874
Пюре яблочное	0	1056
Раствор поваренной соли в воде (10%-ный)	20	1071
Раствор поваренной соли в воде (20%-ный)	20	1148
Раствор сахара в воде (насыщенный)	0…20…40…60…80…100	1314…1333…1353…1378…1405…1436
Ртуть	0…20…100…200…300…400	13596…13546…13350…13310…12880…12700
Сероуглерод	0	1293
Силикон (диэтилполисилоксан)	0…20…60…100…160…200…260…300	971…956…928…900…856…825…779…744
Сироп яблочный	20	1613
Скипидар	20	870
Сливки молочные (жирность 30-83%)	20	939-1000
Смола	80	1200
Смола каменноугольная	20	1050-1250
Сок апельсиновый	15	1043
Сок виноградный	20	1056-1361
Сок грейпфрутовый	15	1062
Сок томатный	20	1030-1141
Сок яблочный	20	1030-1312
Спирт амиловый	20	814
Спирт бутиловый	20	810
Спирт изобутиловый	20	801
Спирт изопропиловый	20	785
Спирт метиловый	20	793
Спирт пропиловый	20	804
Спирт этиловый C₂H₅OH	0…20…40…80…100…150…200	806…789…772…735…716…649…557
Сплав натрий-калий (25%Na)	20…100…200…300…500…700	872…852…828…803…753…704
Сплав свинец-висмут (45%Pb)	130…200…300…400…500..600…700	10570…10490…10360…10240…10120..10000…9880
Стекло жидкое	20	1350-1530
Сыворотка молочная	20	1027
Тетракрезилоксисилан (CH₃C₆H₄O)₄Si	10…20…60…100…160…200…260…300…350	1135…1128…1097…1064…1019…987…936…902…858
Тетрахлордифенил C₁₂H₆Cl₄ (арохлор)	30…60…150…250…300	1440…1410…1320…1220…1170
Толуол	0…20…50…80…100…140	886…867…839…810…790…744
Топливо дизельное	20…40…60…80…100	879…865…852…838…825
Топливо карбюраторное	20	768
Топливо моторное	20	911
Топливо РТ	-60…-40…0…20…40…60…100…140…160…200	836…821…792…778…764…749…720…692…677…648
Топливо Т-1	-60…-40…0…20…40…60…100…140…160…200	867…853…824…819…808…795…766…736…720…685
Топливо Т-2	-60…-40…0…20…40…60…100…140…160…200	824…810…781…766…752…745…709…680…665…637
Топливо Т-6	-60…-40…0…20…40…60…100…140…160…200	898…883…855…841…827…813…784…756…742…713
Топливо Т-8	-60…-40…0…20…40…60…100…140…160…200	847…833…804…789…775…761…732…703…689…660
Топливо ТС-1	-60…-40…0…20…40…60…100…140…160…200	837…823…794…780…765…751…722…693…879…650
Углерод четыреххлористый (ЧХУ)	20	1595
Уроторопин C₆H₁₂N₂	27	1330
Фторбензол	20	1024
Хлорбензол	20	1066
Этилацетат	20	901
Этилбромид	20	1430
Этилиодид	20	1933
Этилхлорид	0	921
Эфир	0…20	736…720
Эфир Гарпиуса	27	1100

более 500 веществ и материалов

Абс-пластик	1030…1060
Аглопоритобетон и бетон на топливных (котельных) шлаках	1000…1800
Акрил (акриловое стекло, полиметилметакрилат, оргстекло)	1100…1200
Альфоль	20…40
Алюмель	8480
Алюминий	2700
Аминопласт	1450…1500
Арболит на портландцементе	300…800
Асбест в засыпке	300…800
Асбест волокнистый	470
Асбестобетон	2100
Асбестобумага	800…900
Асбестовойлок	200…300
Асбестоцемент	1500…1900
Асбестоцементный лист	1600
Асбозурит	400…650
Асбокартон	900…1250
Асбослюда	450…620
Асботекстолит Г	1500…1700
Асботермит	500
Асбофанера жесткая	1700…1900
Асбофанера мягкая	1400
Асбоцемент войлочный	144
Асбошифер	1700…2100
Асбошифер с 10-50% асбеста	1800
Асфальт	1100…2110
Асфальт в полах и стяжках	1800
Асфальт литой	1500
Асфальтобетон	2000…2450
Ацеталь (полиацеталь, полиформальдегид) POM	1400
Аэрогель Aspen aerogels	110…200
Базальт	2600…3000
Бакелит	1250
Бальза	110…140
Бемит (кровельный материал)	570
Береза	510…770
Береза свежесрубленная	880…1000
Бериллий	1840
Бетон крупнопористый беспесчаный	1600…1900
Бетон крупнопористый беспесчаный огнеупорный	1450…1750
Бетон легкий на керамзите	500…1800
Бетон легкий на коксе	1200
Бетон легкий с природной пемзой	500…1200
Бетон на вулканическом шлаке	800…1600
Бетон на гравии или щебне из природного камня	2400
Бетон на доменных гранулированных шлаках	1200…1800
Бетон на зольном гравии	1000…1400
Бетон на каменном щебне	2200…2500
Бетон на котельном шлаке	1400
Бетон на песке	1800…2500
Бетон на топливных шлаках	1000…1800
Бетон особо тяжелый лимонитовый	2800…3000
Бетон особо тяжелый магнетитовый	2800…4000
Бетон рентгенозащитный на естественном кусковом барите	3000…3100
Бетон рентгенозащитный на пылевидном барите	2500…2600
Бетон силикатный плотный	1800
Бетон термоизоляционный	500
Битумоперлит	300…400
Битумы нефтяные строительные и кровельные	1000…1400
Блок газобетонный	400…800
Блок известково-песчаный	1450…1600
Болты стальные навалом	1430…1670
Брикеты угольные	1050
Бронза	7500…9300
Брюква навалом	650…850
Бук	600…700
Бук свежесрубленный	970…1000
Бумага	700…1150
Бут	1800…2000
Ванадий	6500…7100
Вата минеральная легкая	50
Вата минеральная тяжелая	100…150
Вата стеклянная	155…200
Вата хлопковая	30…100
Вата хлопчатобумажная	50…80
Вата шлаковая	200
Вермикулит (в виде насыпных гранул)	100…200
Вермикулитобетон	250…1200
Винипласт	1350…1400
Винипор жесткий	200
Войлок строительный в кипах	300
Войлок шерстяной	150…330
Волокно ацетатное (ацетилцеллюлоза)	1300…1350
Волокно вискозное (гидроцеллюлоза)	1500…1540
Вольфрам	19250
Воск пчелиный	950
Вяз свежесрубленный	1000
Газобетон конструкционный	1100…1200
Газобетон теплоизоляционный	400…700
Газогипс	400…600
Газосиликат	280…1000
Газостекло	200…400
Галька	1800…1900
Гетинакс	1350
Гипс формованный сухой	1100…1800
Гипсобетон на доменном гранулированном шлаке	1000
Гипсобетон на котельном шлаке	1300
Гипсокартон	500…900
Гипсолит (плиты)	1400…1600
Гипсошлак	1000…1300
Глина в виде теста	1600…2900
Глина огнеупорная	1800
Глиногипс	800…1800
Глинозем	3100…3900
Гнейс (облицовка)	2800
Граб свежесрубленный	995
Гравий (наполнитель)	1850
Гравий керамзитовый (засыпка)	200…800
Гравий шунгизитовый (засыпка)	400…800
Гранит (облицовка)	2600…3000
Графит порошкообразный	445
Грунт 20% воды	1700
Грунт в насыпях	1600…1800
Грунт илистый сухой	1600
Грунт мергелистый	1700
Грунт сухой	1500
Груша (древесина)	730
Гудрон	950…1030
Гуммигут	1200
Дакрил	1190
Динас в огнеупорных изделиях	1700…1900
Доломит плотный сухой	2800
Дрова березовые	500
Дрова хвойных пород	350…450
Дуб	700
Дуб свежесрубленный	1000…1030
Дюралюминий	2600…2900
Ель свежесрубленная	800…850
Железо	7870
Железобетон	2500
Железобетон на известняковом щебне вибрированный	2450
Железобетон на керамзите	1500…1800
Железобетон на пемзе	1100…1500
Железобетон набивной	2400
Желуди в мешках	470…520
Жом сухой навалом	200…260
Засыпка песчаная из гидрофобного песка	1500
Засыпка торфяная	150
Засыпка шлаковая	700…1000
Зола древесная	780
Зола коксовая	750
Золото	19320
Известняк (облицовка)	1400…2000
Известняк плотный	2400…2900
Известняк пористый	2000…2100
Изделия вулканитовые	350…400
Изделия диатомитовые	500…600
Изделия из вспученного перлита на битумном связующем	300…400
Изделия ньювелитовые	160…370
Изделия пенобетонные	400…500
Изделия перлитофосфогелевые	200…300
Изделия совелитовые	230…450
Инвар	7900
Ипорка (вспененная смола)	15
Какао-бобы в мешках	250…340
Каменноугольная пыль	730
Камень бордюрный из твердых пород	2000…2300
Камень керамический поризованный Braer	810…840
Камень строительный	2200
Камни гипсобетонные	1100…1500
Камни многопустотные из легкого бетона	500…1200
Камни полнотелые из легкого бетона DIN 18152	500…2000
Камни полнотелые из природного туфа или вспученной глины	500…2000
Канифоль	1070
Каолин в порошке	520
Капролит	1200
Капролон	1150
Капрон (поликапролактам)	1140
Карболит черный	1100
Картон асбестовый изолирующий	720…900
Картон бумажный волнистый	150
Картон гофрированный	700
Картон облицовочный	1000
Картон плотный	600…900
Картон пробковый	145
Картон строительный многослойный	650
Картон термоизоляционный	500
Каучук вспененный	82
Каучук вулканизированный мягкий серый	920
Каучук натуральный	910
Каучук фторированный	180
Кварц дробленый	1450…1600
Кедр красный	500…570
Керамзит	800…1000
Керамзитобетон легкий	500…1200
Керамзитобетон на кварцевом песке с поризацией	800…1200
Керамзитобетон на керамзитовом песке и керамзитопенобетон	500…1800
Керамзитобетон на перлитовом песке	800…1000
Керамзитовый горох	900…1500
Керамика	1700…2300
Кирпич асбозуритовый	900
Кирпич диатомовый	500
Кирпич доменный (огнеупорный)	1000…2000
Кирпич карборундовый	1000…1300
Кирпич клинкерный	1800…2000
Кирпич красный плотный	1700…2100
Кирпич красный пористый	1500
Кирпич облицовочный	1800
Кирпич силикатный	1000…2200
Кирпич строительный	800…1500
Кирпич трепельный	700…1300
Кирпич шлаковый	1100…1400
Кладка «Поротон»	800
Кладка бутовая из камней средней плотности	2000
Кладка газосиликатная	630…820
Кладка из газосиликатных теплоизоляционных плит	540
Кладка из глиняного обыкновенного кирпича на цементно-перлитовом растворе	1600
Кладка из глиняного обыкновенного кирпича на цементно-шлаковом растворе	1700
Кладка из керамического пустотного кирпича на цементно-песчаном растворе	1000…1400
Кладка из малоразмерного кирпича	1730
Кладка из пустотелых стеновых блоков	1220…1460
Кладка из силикатного 11-ти пустотного кирпича на цементно-песчаном растворе	1500
Кладка из силикатного 14-ти пустотного кирпича на цементно-песчаном растворе	1400
Кладка из силикатного кирпича на цементно-песчаном растворе	1800
Кладка из трепельного кирпича на цементно-песчаном растворе	1000…1200
Кладка из шлакового кирпича на цементно-песчаном растворе	1500
Кладка из ячеистого кирпича	1300
Клен	620…750
Клен в свежесрубленном состоянии	1000
Кобальт	8900
Кожа искусственная в рулонах	1300
Кожа натуральная	800…1000
Кокс рудничный	380…530
Кокс торфяной	275…400
Копель	8900
Костра	100…200
Кость слоновая	1830…1920
Кофе в зернах сырой в мешках	440…670
Краска масляная (эмаль)	1030…2045
Крахмал фасованный в мешках	590…750
Кремний	2000…2330
Кремнийорганический полимер КМ-9	1160
Крупа гречневая	720
Крупа перловая	810…830
Крупа пшенная 1-го сорта	825
Крупа рисовая	830
Крупа ячневая	670
Ксилолит (магнолит)	1000…1800
Лавсан (полиэтилентерефталат, ПЭТ)	1380
Латунь	8100…8850
Лед 0°С	917
Лед -20°С	920
Лед -60°С	924
Линолеум поливинилхлоридный многослойный	1600…1800
Линолеум поливинилхлоридный на тканевой подоснове	1400…1800
Липа (15% влажности)	320…650
Липа свежесрубленная	795
Лиственница	670
Лиственница в свежесрубленном состоянии	840
Листы асбестоцементные плоские	1600…1800
Листы гипсовые обшивочные (сухая штукатурка)	800
Листы пробковые легкие	220
Листы пробковые тяжелые	260
Литий	530
Лук в мешках	400…480
Магнезит каустический	800…900
Магнезия в форме сегментов для изоляции труб	220…300
Магний	1740
Манганин	8400
Марганец	7400
Мастика асфальтовая	2000
Мастика битумная	1350…1890
Маты и полосы из стеклянного волокна прошивные	150
Маты минераловатные прошивные и на синтетическом связующем	50…125
Маты, холсты базальтовые	25…80
МБОР-5, МБОР-5Ф, МБОР-С-5, МБОР-С2-5, МБОР-Б-5	100…150
Медь	8940
Мел	1800…2800
Мел порошкообразный (молотый)	950…1200
Миканит	2000…2200
Мипора	16…20
Молибден	10300
Морозин	100…400
Мрамор (облицовка)	2800
Мука пшеничная высшего сорта	680…900
Накипь котельная (богатая известью)	1000…2500
Накипь котельная (богатая силикатом)	300…1200
Настил палубный	630
Натрий	967
Нейлон	1300
Никель	8900
Ниплон	1320
Нихром	8400
Олово	7300
Ольха свежесрубленная	800…830
Опилки древесные	200…400
Пакля	120…160
Панели стеновые из гипса по DIN 1863	600…900
Парафин	870…920
Паркет дубовый	1800
Паркет штучный	1150
Паркет щитовой	700
Паронит (прокладочный материал)	1200
Пемза	400…700
Пемзобетон	800…1600
Пенобетон строительный	600…1200
Пенобетон теплоизоляционный	300…500
Пеногипс	300…600
Пенозолобетон	800…1200
Пенопласт МФП-1	40
Пенопласт ПС-1	100
Пенопласт ПС-4	70
Пенопласт ПХВ-1 и ПВ-1	65…125
Пенопласт резопен ФРП-1	65…110
Пенополистирол	40…150
Пенополистирол «Пеноплекс»	35…43
Пенополиуретан	40…80
Пенополиуретановые листы	150
Пеносиликальцит	400…1200
Пеносиликат	280…1000
Пеностекло	200…400
Пеностекло легкое	100..200
Пенофол	44…74
Пергамин	600
Перекрытие армокерамическое с бетонным заполнением без штукатурки	1100…1300
Перекрытие из железобетонных элементов со штукатуркой	1550
Перекрытие монолитное плоское железобетонное	2400
Перлит	200
Перлит вспученный	100
Перлитобетон	600…1200
Перлитопласт-бетон	100…200
Перлитофосфогелевые изделия	200…300
Песок горный	1500…1600
Песок для строительных работ	1600
Песок кварцевый молотый	1450
Песок перлитовый	50…250
Песок речной мелкий	1500
Песок речной мелкий (влажный)	1650
Песок сухой	1500
Песок туфовый	700…1000
Песок формовочный утрамбованный	1650
Песок шлаковый	800…900
Песчаник	2200…2700
Песчаник обожженный	1900…2700
Пихта	450…550
Пластобетон (фурфуролбетон)	2000…2500
Платина	21450
Плита бумажная прессованная	600
Плита огнеупорная теплоизоляционная Avantex марки Board	200…500
Плита пробковая	80…500
Плитка облицовочная, кафельная	2000
Плиты древесно-волокнистые и древесно-стружечные	200…1000
Плиты из гипса	1000…1200
Плиты из керамзитобетона	400…600
Плиты из полистиролбетона	200…300
Плиты из резольноформальдегидного пенопласта	40…100
Плиты из стеклянного штапельного волокна на синтетическом связующем	50
Плиты из ячеистого бетона	350…400
Плиты камышитовые	200…300
Плиты льнокостричные изоляционные	250
Плиты минераловатные на битумной связке марки 200	150…200
Плиты минераловатные на синтетической связке фирмы «Партек»	170…230
Плиты минераловатные на синтетическом связующем марки 200	225
Плиты минераловатные повышенной жесткости	200
Плиты минераловатные полужесткие на крахмальном связующем	125…200
Плиты мягкие и жесткие минераловатные на синтетическом и битумном связующих	50…350
Плиты пенопластовые на основе резольных фенолформальдегидных смол	80…100
Плиты пенополистирольные (экструзионные)	32
Плиты перлито-битумные	300
Плиты перлито-волокнистые	150
Плиты перлито-фосфогелевые	250
Плиты строительный из пористого бетона	500…800
Плиты термобитумные теплоизоляционные	200…300
Плиты торфяные теплоизоляционные	200…300
Плиты фибролитовые	300…800
Покрытие ковровое	630
Покрытие синтетическое (ПВХ)	1500
Пол гипсовый бесшовный	750
Полиамид	1020…1130
Поливинилхлорид (ПВХ)	1400…1600
Полиизобутилен листовой	1320…1430
Поликарбонат (дифлон)	1200
Полипропилен	900…910
Полистирол УПП1, ППС	1025
Полистиролбетон	150…600
Полистиролбетон модифицированный	200…500
Полиуретан	1200
Полихлорвинил	1290…1650
Полиэтилен высокой плотности	955
Полиэтилен низкой плотности	920
Полотно (текстиль) в кусках	600
Полуэбонит М-1751 и М1814	1320…1330
Поролон	34
Порох (прессованный)	1750
Порох (сыпучий)	900
Прессшпан	1000…1500
Пробка гранулированная техническая	45
Пробка минеральная на битумной основе	270…350
Пробковое покрытие для полов	540
Пыль асбестовая	400…600
Пыль угольная	540…680
Ракушечник	1000…1800
Раствор гипсовый затирочный	1200
Раствор гипсоперлитовый	600
Раствор гипсоперлитовый поризованный	400…500
Раствор известково-песчаный	1400…1600
Раствор известковый	1650
Раствор легкий LM21, LM36	700…1000
Раствор сложный (песок, известь, цемент)	1700
Раствор цементно-перлитовый	800…1000
Раствор цементно-песчаный	1800…2000
Раствор цементно-шлаковый	1200…1400
Раствор цементный, цементная стяжка	2000
Резина пористая	160…580
Резина твердая обыкновенная	900…1200
Репа	570…650
Рогожа	200
Рубероид	600
Рубракс	1050
Сажа ламповая порошкообразная	1900
Сало	930
Саман	1200…1500
Самшит (10% влажности)	1000
Сахар-песок в мешках	730…800
Свинец	11370
Семена конопли насыпью	520…580
Семечки подсолнечника в мешках	400…440
Сера в порошке	780
Сера ромбическая	2085
Серебро	10500
Ситалл	2500
Сланец	2600…3300
Сланец глинистый вспученный	400
Сланец кровельный	1500
Слюда вдоль слоев	2700…3200
Слюда вспученная	100
Слюда поперек слоев	2600…3200
Смола эпоксидная	1260…1390
Снег лежалый при 0°С	400…560
Снег свежевыпавший	120…200
Солома	50…120
Солома прессованная	250…280
Соломит	150…400
Соль поваренная	2200
Сосна	500
Сосна смолистая 15% влажности	600…750
Сталь нержавеющая, жаростойкая и жаропрочная	7900…8200
Сталь стержневая арматурная	7850
Стальное литье	7800
Стеарин	900
Стекло кварцевое	2200
Стекло оконное	2420…2590
Стекло термостойкое	2200…2400
Стекло флинт	3860
Стекловата	155…200
Стекловолокно	1700…2000
Стеклопластик	1800…2000
Стеклотекстолит	1600…1900
Стружка древесная прессованная	800
Стяжка ангидритовая	2100
Стяжка из литого асфальта	2300
Суглинок	1600…1700
Супесок мокрый	1800…2000
Сургуч	1800
Тальк в порошке	870
Текстолит листовой	1300…1400
Термозит	300…500
Тефлон	2120
Тик (древесина 10% влажности)	730
Тисс	750…940
Титан	4500
Толь	500…600
Тополь	350…500
Торф сырой	550…800
Торфоплиты	275…350
Торфяная крошка	300
Туф (облицовка)	1000…2000
Туф известковый	1000…1500
Туфобетон	1200…1800
Уголь древесный кусковой	190
Уголь каменный газовый	1420
Уголь каменный обыкновенный	1200…1350
Фанера бакелитовая водостойкая	780…850
Фанера клееная	600…700
Фаолит формованный	1500…1700
Фарфор	2300…2500
Фасоль в мешках	500…560
Фаянс	1940
Фенолит	1550
Фибра красная	1450
Фибролит (серый)	1100
Фибролит гипсовый	500…700
Фибролит цементный	250…600
Фосфор желтый (воскообразная масса)	1820
Фосфор красный (порошок)	2200
Фосфорит	1270…1600
Фторопласт	1650…1800
Хром	7140
Хромель	8700
Целлулоид	1400
Цемент глиноземистый рыхлый	1000…1350
Цемент глиноземистый уплотненный	1600…1900
Цемент затвердевший	2600…3200
Цемент шлакопортландский	1100…1250
Цинк	7130
Черепица бетонная	2100
Черепица глиняная	1900
Черепица из ПВХ асбеста	2000
Черепица кровельная	1800…2000
Чугун антифрикционный	7400…7600
Чугун белый	7600…7800
Чугун ковкий и высокопрочный	7200…7400
Чугун серый	7000…7200
Шамотный порошок	1350…1500
Шевелин	100…260
Шелк	100
Шифер	2700…2800
Шлак гранулированный	500
Шлак доменный	2600…3000
Шлак коксовый	600
Шлак котельный	1000
Шлак мартеновский	1700…1800
Шлак торфяной	600…1000
Шлакобетон	1120…1500
Шлаковата уплотненная	400
Шлакопемзобетон (термозитобетон)	1000…1800
Шлакопемзогазобетон	800…1600
Штукатурка гипсовая	800
Штукатурка из полистирольного раствора	300
Штукатурка из синтетической смолы	1100
Штукатурка известковая	1600
Штукатурка известковая с каменной пылью	1700
Штукатурка перлитовая	350…800
Штукатурка утепляющая	500
Штукатурка фасадная с полимерными добавками	1800
Штукатурка цементно-песчаная	1800
Шунгизитобетон	1000…1400
Щебень гранитный	1700…1800
Щебень и песок из перлита вспученного (засыпка)	200…600
Щебень из доменного шлака, шлаковой пемзы и аглопорита (засыпка)	400…800
Щебень кирпичный	1200…1500
Щебень туфовый	700…1000
Эбонит	1140…1210
Эбонит вспученный	640
Эковата	35…60
Энант (полиэнантолактам)	1140
Энсонит (прессованный картон)	400…500
Яблоня	670
Янтарь	1100
Ясень (влажность 10%)	700…750

Плотность жидкости

Любая жидкость обладает собственными неповторимыми свойствами и характеристиками. В физике принято рассматривать ряд явлений, которые связаны с этим специфическими характеристиками.

Рисунок 1. Плотность жидкостей. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Жидкости обычно разделяют на две основные категории:

капельные или малосжимаемые;
газообразные или сжимаемые.

Рисунок 2. Вычисление плотности жидкости. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Эти классы жидкостей имеют принципиальные различия между собой. Так капельные жидкости существенно отличаются от газообразных. Они обладают определенным объемом. Его величина не будет изменяться под действием каких-либо внешних сил. В газообразном состоянии жидкости могут занимать весь объем, который у них имеется. Также подобный класс жидкости может в значительной степени изменять свой собственный объем, если на него влияют определенные внешние силы.

У жидкостей любого типа есть три свойства, с которыми они не могут расстаться:

плотность;
вязкость;
сила поверхностного натяжения.

Эти свойства способны влиять на многочисленные законы их движения, поэтому они имеют главное значение в процессе изучения и применения знаний на практике.

Понятие плотности жидкости

Масса, которая заключена в единицу объема, называется плотностью жидкости. Если поступательно повышать единицу давления, то объем воды будет стремиться к уменьшению от первоначальной его величины. Разница значений составляет примерно 1 к 20000. Такой же порядок чисел будет иметь коэффициент объемного сжатия для иных капельных жидкостей. Как правило, на практике установлено, что серьезных изменений давления не происходит, поэтому принято не использовать на практике сжимаемость воды при расчете удельного веса и плотности в зависимости от давления.

Готовые работы на аналогичную тему

Рисунок 3. Плотности различных жидкостей. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Для расчетов плотности жидкости вводится понятие температурного расширения для капельных жидкостей. Оно характеризуется коэффициентом температурного расширения, которое выражает увеличение объема жидкости при увеличении температурного режима на 10 градусов по шкале Цельсия.

Таким образом, формируется показатель плотности для определенной жидкости. Ее принято учитывать при различном атмосферном давлении, температурных показателях. Выше представлена таблица, которая показывает плотности основных видов жидкостей.

Плотность воды

Самой распространенной и привычной человеку жидкостью является вода. Рассмотрим основные характеристики по плотности и вязкости этого вещества. Плотность воды в естественных условиях будет равна 1000 кг/м3. Этот показатель применяется для дистиллированной воды. Для морской воды значение по плотности чуть выше — 1030 кг/м3. Подобная величина не является конечной и плотно связана с температурой. Идеальные показатели можно зафиксировать при температуре около 4 градусов Цельсия. Если производить вычисления над кипящей водой при температуре 100 градусов, то плотность довольно сильно сократится и составит примерно 958 кг/м3. Установлено, что обычно в процессе нагревания любых жидкостей их плотность уходит в сторону уменьшения.

Плотность воды также довольно близка к ряду распространенных продуктов питания. Ее можно сравнить с вином, раствором уксуса, обезжиренным молоком, сливками, сметаной. Некоторые виды продуктов имеют более высокие показатели по плотности. Однако немало среди продуктов питания и напитков таких, которые существенно могут уступить классической воде. Среди них обычно выделяют спирты, а также нефтепродукты, включая мазут, керосин и бензин.

Если необходимо рассчитать плотность некоторых газов, тогда используется уравнения состояния идеальных газов. Это необходимо в тех случаях, когда поведение реальных газов существенно отличается от поведения идеальных газов и процесса сжижения не происходит.

Объем газа обычно зависит значений давления и температуры. Разности давлений, которые вызывают существенные изменения плотности газов, возникают при движении на больших скоростях. Обычно несжимаемый газ проявляется на скоростях, которые превышаю сто метров в секунду. Рассчитывается соотношение скорости движения жидкости со скоростью звука. Это позволяет соотносить многие показатели при подтверждении плотности того или иного вещества.

Вязкость жидкостей

Еще одним свойством любой жидкости является вязкость. Это такое состояние жидкости, которое способно оказывать сопротивление сдвига или иной внешней силы. Известно, что реальные жидкости обладают подобными свойствами. Она определяется в виде внутреннего трения при относительном перемещении частиц жидкости, находящихся рядом.

Существуют не только легко подвижные жидкости, но и более вязкие вещества. К первой группе обычно относят воздух и воду. У тяжелых масел сопротивление происходит на ином уровне. Вязкость может охарактеризовать степенью текучести жидкости. Также такой процесс называют подвижностью ее частиц, и он зависит от плотности вещества. Вязкость жидкостей в лабораторных условиях определяют вискозиметрами. Если вязкость жидкости в большей степени зависит только от прилагаемой температуры, то принято различать несколько основных параметров веществ. При увеличении температуры вязкости капельной жидкости стремится к уменьшению. Вязкость газообразной жидкости при схожих условиях только возрастает.

Сила внутреннего трения в жидкостях возникает при пропорциональности скорости градиента к площади слоев, которые осуществляют трение. При этом трение в жидкостях принято различать от процесса трения в иных телах твердого типа. В твердых телах сила трения будет зависеть от нормального давления, а не от площади трущихся поверхностей.

Аномальные и идеальные жидкости

Различают два вида жидкостей, исходя из их внутренних характеристик:

аномальные жидкости;
идеальные жидкости.

Определение 1

Аномальными жидкостями называют такие жидкости, которые не подчиняются закону вязкости Ньютона. Подобные жидкости способны начинать движение после момента касательного напряжения при прохождении предельного порога по минимуму. Такой процесс также называют начальным напряжением сдвига. Эти жидкости не могут двигаться при небольших напряжениях и испытывают упругие деформации.

К идеальным жидкостям относят воображаемую жидкость, которая не подвержена любым сжатиям и деформациям, то есть она лишена свойства вязкости. Для ее расчета необходимо вводить определенные поправочные коэффициенты.

Урок физики на тему «Плотность вещества». 7-й класс

Неоднократно тему «Плотность вещества»,
проходимую в 7 классе, обыгрывали и так и этак.
Однако, на моей практике еще никто не предлагал
эту тему как основу для прохождения темы
«Плавание тел». И не мудрено – ведь времени между
темами проходит почти 4 месяца.

Тем не менее, как показала практика, при
упоминании о плавании тел и, как следствие,
создание понятийной базы для этой темы можно и
нужно закладывать еще раньше – а именно при
прохождении темы «Плотность вещества».

Это в лучшую сторону отражается и на понятийном
уровне самой темы «Плотность вещества» – ведь
при сравнении плотностей различных веществ
часто приходится ограничиваться парами «твердое
тело – твердое тело» и «жидкость – жидкость»
просто потому, что учащиеся еще не могут себе
представить жидкость тяжелее металла или камень
легче воды – они не трогали такое в руках, этого
не встретишь в обычной жизни… Зато каждый из них
видел, трогал и даже ел пастилу, молоко,
жевательный мармелад и кисель.

Подобная связь тем благотворно отражается на
каждой из них, ведь мы связываем их с жизненным
опытом учащихся, а определения и формулы прочно
завязываются на уже известные процессы.

Тип урока: урок изучения нового
материала.

Цель: ввести понятие плотности
вещества, научить уверенно сравнивать плотности
тел, находящихся в различных агрегатных
состояниях, показать практическую значимость
величины, как для дальнейшего изучения
физики, так и для применения в жизни.

Задачи урока:

Образовательные:
- cформировать представление о плотности
  вещества как о величине, численно равной массе
  единицы объёма, умение определять плотность тел.
- сформировать понятийную базу для дальнейшего
  изучения физики, а именно для темы «Плавание тел»
- показать практическое применение усвоенных
  знаний в жизни и дальнейшем изучении физики
- продолжить формирование ключевых компетенций
  учащихся: анализировать, обобщать, делать выводы

Воспитательные:
- продолжить формирование системы взглядов на
  мир;
- воспитывать интерес к творческой и
  исследовательский работе.

Развивающие:
- развивать речь, мышление;
- совершенствовать умственную деятельность:
  анализ, синтез, классификация, способность
  наблюдать, делать выводы, выделять существенные
  признаки объектов, выдвигать гипотезы, проверять
  результаты;
- развивать интерес к физике как науки о
  природе.

Оборудование к уроку:

Рабочая тетрадь

Весы демонстрационные с разновесами

Весы ученические с разновесами

Несколько тел равных/разных объемов/масс

Термос с сухим льдом (CO2)/ видеоролик с
соответствующим опытом

Жидкости разных плотностей

Пастила и молоко или цилиндрики жевательного
мармелада и кисель (не обязательно)

Ноутбук, видеопроектор, экран

Презентация к уроку «Плотность»

Дополнительно: слайды 15-19 «Архимед и корона»

Домашнее задание: §21, определить
плотности 2-3 предметов домашнего обихода,
рассчитать будут ли они плавать в морской воде,
масле, нефти.

План урока:

Организация начала урока – 3 мин.

Изучение нового материала – 20 мин.

Практическая работа – 15 мин.

Рефлексия – 5 мин.

Подведение итогов урока – 2 мин.

Дополнительно просмотр слайдов 15-19 «Архимед и
корона»

ХОД УРОКА

Организация начала занятия

Здравствуйте дети! Сегодня у нас будет не
совсем обычный урок и будет он проходить не в
обычном классе, а на кухне! Итак, представьте, что
мы на кухне…

Учитель надевает фартук и косынку.

1. Цель урока

Для того чтобы нам было удобней познавать
окружающий мир не только с точки зрения науки, но
и дома, в быту, мы должны уметь описывать свойства
и характеристики различных тел, и именно для
этого необходим сегодняшний урок, тема которого
называется «Плотность».

Слайд 1 – тема

А разобраться, что же это за понятие, нам поможет
поваренная книга… Выберем что-нибудь попроще.

2. Постановка проблемы

По рецепту, для того, чтобы приготовить
несколько бутербродов, необходимо взять около
300г сыра и столько же грамм хлеба.

Вот сыр, а что с хлебом? Давайте отрежем такой же
по форме и объему кусок хлеба. Вероятно, он будет
такой же по массе?

Дети отвечают – нет:

– Почему?

– Они разной массы! (Хлеб легче сыра. Всегда, или в
данной ситуации? Помним, что кусочки одинаковы по
объему).

Дети отвечают – да:

– Давайте проверим это!

Учитель приглашает к кафедре двух учеников, и
они сравнивают массу на весах.

– А теперь сравним несколько тел, которые
находятся у вас на столе.

Сравнивая массы и объемы тел 1, 2, 3 и 4 приходим
к выводу:

V₁ = V₂; тела изготовлены из
разных веществ: m₁ =/= m₂.
m₁ = m₂; тела изготовлены из
разных веществ: V₁ =/= V₂.

Слайд 1 – вывод

Вывод записываем в тетрадь

3. Изучение нового материала

Формулируем определение плотности вещества.

Для того, чтобы связать массу и объем тела, была
введена величина плотности, как отношения массы
тела к его объему.

Запишем определение в тетрадь.

Опр. Плотность – это физическая
величина, равная отношению массы тела к его
объему.

Слайд 1 – определение

Запись определения в тетради.

Обозначается плотность буквой ?,

Слайд 1 – обозначение

ее формула записывается прямо по определению:

Слайд 1 – формула

Запишем обозначения и единицы измерения всех
букв входящих в формулу плотности:

Иногда удобно брать несистемную единицу
измерения плотности – г/см³, выведем
соотношение между единицами измерения:

Слайд 2

Вывод записываем в тетрадь.

4. Систематизация знаний

У разных веществ разные плотности, и чем больше
плотность вещества, тем меньший объем оно будет
занимать.

Итак, чья плотность больше: сыра, или хлеба?

Дети отвечают.

Как мы уже выяснили сыр плотнее хлеба, и потому
у него будет меньший объем при такой же массе. Но
это твердые вещества, а как же жидкости? –

А теперь я приглашаю вас в бар.

Учитель показывает, как распределяются в
мензурке/фужере жидкости разных плотностей.

Какая из жидкостей имеет большую плотность?
Почему?

А если у нас будут газы разных плотностей?

Учитель показывает опыт с углекислым газом газом
или демонстрирует видео.

Для опыта потребуется сухой лед в металлическом
термосе и теплая вода.

Какой газ более плотный? Почему?

В нашей жизни нас окружает множество различных
веществ, плотности некоторых из них можно найти в
вашем учебнике, в таблицах на стр. 50-51.

Рассматриваем таблицы, особенно привлекаем
внимание ко льду, подсолнечному маслу, спирту,
молоку, чистой воде (то, что используется в
проверочном тесте)

Практическая работа

Отлично вы справились со всеми препятствиями
на пути к знаниям, а теперь, вернемся на кухню,
возьмем немного сладкого. Скажите, будет ли
пастила тонуть в молоке? Как это доказать?

Выполняем заполнение таблицы (слайд 3):

тело

масса тела, m, г

а, см

b, см

с, см

объем тела, V = a • b •
c, см³

плотность тела, г/см³

плотность тела, кг/м³

Сравниваем полученную плотность пастилы и
молока, делаем вывод и записываем его под
таблицей.

5. Подведение итогов урока. Рефлексия

Ну как, теперь вы знаете, что такое плотность?

А давайте проверим, насколько хорошо вы усвоили
это понятие.

Выполнение теста, слайды 4-6:

1. Плотностью называют…

а) физическую величину, равную отношению
объёма тела к его массе.
б) физическую величину, равную отношению
массы тела к его объёму.

в) физическое явление.

2. В системе СИ плотность измеряется в…

а) г/см³.

б) г/л.
в) кг/м³.

3. Стакан с
подсолнечным маслом тяжелее…

а) такого же стакана со спиртом.

б) такого же стакана с молоком.

в) такого же стакана с чистой водой.

4. Бутерброд падает маслом вниз потому, что…

а) плотность масла больше плотности хлеба, и
даже малое количество масла тяжелее хлеба.

б) хлеб легче воздуха и потому всегда
поворачивается вверх.

в) масло скользкое.

5. Если кусочек льда опустить в спирт, то…

а) он будет плавать на поверхности.
б) он утонет.

в) он взорвется.

Самопроверка теста, слайд 7:

Далее следует самооценка:

Поставьте по 1 баллу за каждый правильный
ответ на вопросы 1и 2, по 2 балла за каждый
правильный ответ на вопросы 3-4-5.

8 баллов – оценка «5»
6-7 баллов – оценка «4»
Менее 6 баллов – вас ждет учебник физики и
хорошая оценка на следующем уроке.

6. Дополнительно:

Итак, мы познакомились с замечательной
величиной – плотностью. Где же она нам может
помочь?

Послушайте историю про Архимеда и корону:

Слайд 8

Об Архимеде и короне

Во время своего царствования в Сиракузах
Гиерон после благополучного окончания всех
своих мероприятий дал обет пожертвовать в
какой-то храм золотую корону бессмертным богам.

Он условился с мастером о большой цене за работу
и дал нужную ему массу золота. В назначенный день
мастер принес свою работу царю, который нашел ее
отлично исполненной; после взвешивания корона
оказалась соответствующей выданной массе
золота. После этого был сделан донос, что из
короны была взята часть золота и вместо него
примешано такое же количество серебра.

Гиерон разгневался на то, что его провели, и не
находя способа уличить это воровство, попросил
Архимеда хорошенько подумать об этом.

Тот, погруженный в думы по этому вопросу, как-то
случайно пришел в баню и там, опустившись в ванну,
заметил, что из нее вытекает такое же количество
воды, каков объем его тела, погруженного в ванну.

Выяснив себе ценность этого факта, он, недолго
думая, выскочил с радостью из ванны, пошел домой
голым и громким голосом сообщал всем, что он
нашел то, что искал. Он бежал и кричал одно и то же
по-гречески: «Эврика, эврика!» («Нашел,
нашел!)». Затем, исходя из своего открытия, он,
говорят, сделал два слитка, каждый такой же массы,
какого была корона, один из золота, другой из
серебра. Сделав это, он наполнил сосуд до самых
краев и опустил в него серебряный слиток, и,…
соответственное ему количество воды вытекло. Так
он нашел, какой масса серебра соответствует
какому то определенному объему воды. (То есть,
что он нашел? – плотность серебра). Затем он
произвел такое же исследование для золотого
слитка. Потом таким же методом был определен
объем короны. Она вытеснила воды больше, чем
золотой слиток и кража была доказана.

7. Решение задач (при наличии оставшегося
времени), запись домашнего задания:

Слайд 9

14.1 Жидкости, плотность и давление — University Physics Volume 1

14.1
Жидкости, плотность и давление

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

Укажите различные фазы материи
Опишите характеристики фаз вещества на молекулярном или атомном уровне
Различия между сжимаемыми и несжимаемыми материалами
Определение плотности и связанных с ней единиц СИ
Сравните и сопоставьте плотности различных веществ
Определение давления и связанных с ним единиц СИ
Объясните взаимосвязь между давлением и силой
Вычислить силу с учетом давления и площади

Материя чаще всего существует в твердом, жидком или газообразном состоянии; эти состояния известны как три общие фазы материи.В этом разделе мы подробно рассмотрим каждый из этих этапов.

Характеристики твердых тел

Твердые тела жесткие, имеют определенные формы и объемы. Атомы или молекулы в твердом теле находятся в непосредственной близости друг от друга, и между этими молекулами существует значительная сила. Твердые тела будут принимать форму, определяемую природой этих сил между молекулами. Хотя настоящие твердые тела не являются несжимаемыми, тем не менее, для изменения формы твердого тела требуется большая сила.В некоторых случаях сила между молекулами может заставить молекулы организоваться в решетку, как показано на рисунке 14.2. Структура этой трехмерной решетки представлена в виде молекул, связанных жесткими связями (смоделированными как жесткие пружины), которые обеспечивают ограниченную свободу движения. Даже большая сила вызывает только небольшие смещения в атомах или молекулах решетки, и твердое тело сохраняет свою форму. Твердые тела также сопротивляются силам сдвига. (Силы сдвига — это силы, прикладываемые по касательной к поверхности, как описано в разделе «Статическое равновесие и упругость».)

Характеристики жидкостей

Жидкости и газы
считаются жидкостями, потому что они поддаются силам сдвига, тогда как твердые тела им противостоят. Как и в твердых телах, молекулы в жидкости связаны с соседними молекулами, но обладают гораздо меньшим количеством этих связей. Молекулы в жидкости не заблокированы на месте и могут двигаться относительно друг друга. Расстояние между молекулами аналогично расстояниям в твердом теле, поэтому жидкости имеют определенные объемы, но форма жидкости изменяется в зависимости от формы ее контейнера.Газы не связаны с соседними атомами и могут иметь большие расстояния между молекулами. У газов нет ни определенной формы, ни определенного объема, поскольку их молекулы движутся, чтобы заполнить емкость, в которой они содержатся (рис. 14.2).

Фигура
14,2

(а) Атомы в твердом теле всегда находятся в тесном контакте с соседними атомами, удерживаясь на месте силами, представленными здесь пружинами. (б) Атомы в жидкости также находятся в тесном контакте, но могут скользить друг по другу. Силы между атомами сильно сопротивляются попыткам сжать атомы.(c) Атомы в газе перемещаются свободно и разделены большими расстояниями. Газ должен храниться в закрытом контейнере, чтобы предотвратить его свободное расширение и утечку.

Жидкости легко деформируются при напряжении и не возвращаются к своей первоначальной форме после снятия силы. Это происходит потому, что атомы или молекулы в жидкости могут свободно перемещаться и менять соседей. То есть текут жидкости (так что они представляют собой тип жидкости), а молекулы удерживаются вместе за счет взаимного притяжения. Когда жидкость помещается в емкость без крышки, она остается в емкости.Поскольку атомы плотно упакованы, жидкости, как и твердые тела, сопротивляются сжатию; для изменения объема жидкости необходимо чрезвычайно большое усилие.

Напротив, атомы в газах разделены большими расстояниями, и поэтому силы между атомами в газе очень слабые, за исключением случаев, когда атомы сталкиваются друг с другом. Это позволяет относительно легко сжимать газы и позволяет им течь (что делает их жидкими). При помещении в открытый контейнер газы, в отличие от жидкостей, улетучиваются.

В этой главе мы обычно называем газы и жидкости просто жидкостями, проводя различие между ними только тогда, когда они ведут себя по-разному. Существует еще одна фаза вещества, плазма, которая существует при очень высоких температурах. При высоких температурах молекулы могут диссоциировать на атомы, а атомы диссоциировать на электроны (с отрицательными зарядами) и протоны (с положительными зарядами), образуя плазму. Плазма не будет подробно обсуждаться в этой главе, потому что плазма имеет очень разные свойства от трех других общих фаз материи, обсуждаемых в этой главе, из-за сильных электрических сил между зарядами.

Плотность

Предположим, что латунный блок и деревянный брусок имеют одинаковую массу. Если оба блока упали в резервуар с водой, почему дерево всплывает, а латунь тонет (рис. 14.3)? Это происходит потому, что латунь имеет большую плотность, чем вода, тогда как древесина имеет меньшую плотность, чем вода.

Фигура
14,3

(а) Брусок из латуни и брусок имеют одинаковый вес и массу, но брусок имеет гораздо больший объем.(b) При помещении в аквариум, наполненный водой, латунный куб тонет, а деревянный брусок плавает. (Деревянный блок на обеих фотографиях одинаковый; он был повернут набок, чтобы соответствовать масштабу.) (Фото: модификация работ Джозефа Дж. Траута, Стоктонский университет)

Плотность — важная характеристика веществ. Это очень важно, например, для определения того, тонет объект или плавает в жидкости.

Плотность

Средняя плотность вещества или объекта определяется как его масса на единицу объема,

, где греческая буква ρρ (ро) обозначает плотность, м — масса, а V — объем.

Единица плотности в системе СИ — кг / м3 кг / м3. В таблице 14.1 перечислены некоторые типичные значения. Единицей плотности cgs является грамм на кубический сантиметр, г / см3г / см3, где

1 г / см3 = 1000 кг / м3. 1 г / см3 = 1000 кг / м3.

Метрическая система изначально была разработана таким образом, чтобы плотность воды составляла 1 г / см31 г / см3, что эквивалентно 103 кг / м3 · 103 кг / м3. Таким образом, основная единица массы, килограмм, была впервые придумана как масса 1000 мл воды, имеющая объем 1000 см31000 см3.

Твердые вещества (0.0 ° С (0,0 ° С)		Жидкости (0,0 ° C0,0 ° C)		Газы (0,0 ° C, 0,0 ° C, 101,3 кПа)
Вещество	ρ (кг / м3) ρ (кг / м3)	Вещество	ρ (кг / м3) ρ (кг / м3)	Вещество	ρ (кг / м3) ρ (кг / м3)
Алюминий	2,70 × 1032,70 × 103	Бензол	8,79 × 1028,79 × 102	Воздух	1,29 × 1001,29 × 100
Кость	1.90 × 1031,90 × 103	Кровь	1,05 × 1031,05 × 103	Двуокись углерода	1,98 × 100 1,98 × 100
Латунь	8,44 × 1038,44 × 103	Спирт этиловый	8,06 × 1028,06 × 102	Окись углерода	1,25 × 100 1,25 × 100
Бетон	2,40 × 1032,40 × 103	Бензин	6,80 × 1026,80 × 102	Гелий	1,80 × 10-11,80 × 10-1
Медь	8.92 × 1038,92 × 103	Глицерин	1,26 × 1031,26 × 103	Водород	9,00 × 10–29,00 × 10–2
Пробка	2,40 × 1022,40 × 102	Меркурий	1,36 × 1041,36 × 104	Метан	7,20 × 10−27,20 × 10−2
Земная кора	3,30 × 1033,30 × 103	Оливковое масло	9,20 × 1029,20 × 102	Азот	1,25 × 100 1,25 × 100
Стекло	2.60 × 1032,60 × 103			Закись азота	1,98 × 100 1,98 × 100
Золото	1,93 × 1041,93 × 104			Кислород	1,43 × 1001,43 × 100
Гранит	2,70 × 1032,70 × 103
Утюг	7,86 × 1037,86 × 103
Свинец	1.13 × 1041,13 × 104
Дуб	7,10 × 1027,10 × 102
Сосна	3,73 × 1023,73 × 102
Платина	2,14 × 1042,14 × 104
Полистирол	1.00 × 1021.00 × 102
Вольфрам	1,93 × 1041,93 × 104
Уран	1,87 × 1031,87 × 103

Стол
14.1

Плотность некоторых распространенных веществ

Как видно из таблицы 14.1, плотность объекта может помочь определить его состав.Плотность золота, например, примерно в 2,5 раза больше плотности железа, что примерно в 2,5 раза больше плотности алюминия. Плотность также кое-что говорит о фазе материи и ее субструктуре. Обратите внимание, что плотности жидкостей и твердых тел примерно сопоставимы, что согласуется с тем фактом, что их атомы находятся в тесном контакте. Плотность газов намного меньше, чем у жидкостей и твердых тел, потому что атомы в газах разделены большим количеством пустого пространства. Газы отображаются для стандартной температуры 0.0 ° C0,0 ° C и стандартное давление 101,3 кПа, и существует сильная зависимость плотности от температуры и давления. Отображаемые плотности твердых и жидких тел даны для стандартной температуры 0,0 ° C0,0 ° C, а плотности твердых веществ и жидкостей зависят от температуры. Плотность твердых тел и жидкостей обычно увеличивается с понижением температуры.

Таблица 14.2 показывает плотность воды в различных фазах и температуре. Плотность воды увеличивается с понижением температуры, достигая максимума при 4.0 ° C, 4,0 ° C, а затем уменьшается, когда температура опускается ниже 4,0 ° C и 4,0 ° C. Такое поведение плотности воды объясняет, почему лед образуется наверху водоема.

Вещество	ρ (кг / м3) ρ (кг / м3)
Лед (0 ° C) (0 ° C)	9,17 × 1029,17 × 102
Вода (0 ° C) (0 ° C)	9,998 × 1029,998 × 102
Вода (4 ° C) (4 ° C)	1.000 × 1031.000 × 103
Вода (20 ° C) (20 ° C)	9.982 × 1029,982 × 102
Вода (100 ° C) (100 ° C)	9,584 × 1029,584 × 102
Пар (100 ° C, 101,3 кПа) (100 ° C, 101,3 кПа)	1,670 × 1021,670 × 102
Морская вода (0 ° C) (0 ° C)	1.030 × 1031.030 × 103

Стол
14,2

Плотность воды

Плотность вещества не обязательно постоянна.
по всему объему вещества. Если плотность во всем веществе постоянна, это вещество называется однородным.Твердый железный пруток — это пример однородного вещества. Плотность постоянна повсюду, а плотность любого образца вещества равна его средней плотности. Если плотность вещества непостоянна, вещество считается неоднородным. Кусок швейцарского сыра является примером неоднородного материала, содержащего как твердый сыр, так и заполненные газом пустоты. Плотность в определенном месте внутри неоднородного материала называется локальной плотностью и задается как функция местоположения, ρ = ρ (x, y, z) ρ = ρ (x, y, z) (Рисунок 14.4).

Фигура
14,4

Плотность может варьироваться в пределах гетерогенной смеси. Локальная плотность в точке получается делением массы на объем в небольшом объеме вокруг данной точки.

Локальная плотность может быть получена с помощью процесса ограничения, основанного на средней плотности в небольшом объеме вокруг рассматриваемой точки, принимая предел, при котором размер объема приближается к нулю,

ρ = limΔV → 0ΔmΔVρ = limΔV → 0ΔmΔV

14,2

, где ρρ — плотность, м, — масса, V, — объем.

Поскольку газы могут свободно расширяться и сжиматься, плотность газов значительно меняется с температурой, тогда как плотность жидкостей мало меняется с температурой. Поэтому плотности жидкостей часто считаются постоянными, при этом плотность равна средней плотности.

Плотность — это размерная характеристика; поэтому при сравнении плотностей двух веществ необходимо учитывать единицы измерения. По этой причине для сравнения плотностей часто используется более удобная безразмерная величина, называемая удельным весом.Удельный вес определяется как отношение плотности материала к плотности воды при 4,0 ° C и 4,0 ° C и давлении в одну атмосферу, которое составляет 1000 кг / м 31000 кг / м3:

Удельный вес = Плотность материала Плотность воды Удельный вес = Плотность материала Плотность воды.

В сравнении используется вода, потому что плотность воды составляет 1 г / см31 г / см3, которая изначально использовалась для определения килограмма. Удельный вес, будучи безразмерным, позволяет легко сравнивать материалы, не беспокоясь об единицах плотности.Например, плотность алюминия составляет 2,7 г / см3 г / см3 (2700 кг / м3 кг / м3), но его удельный вес составляет 2,7 независимо от единицы плотности. Удельный вес является особенно полезной величиной с точки зрения плавучести, которую мы обсудим позже в этой главе.

Давление

Вы, несомненно, слышали слово «давление», используемое по отношению к крови (высокое или низкое кровяное давление) и к погоде (погодные системы с высоким и низким давлением). Это только два из многих примеров давления в жидкости.(Напомним, что мы ввели идею давления в статическое равновесие и упругость в контексте объемных напряжений и деформаций.)

Давление

Давление ( p ) определяется как нормальная сила F на единицу площади A , на которую действует сила, или

Чтобы определить давление в определенной точке, давление определяется как сила dF , оказываемая жидкостью на бесконечно малый элемент площади dA , содержащий точку, в результате чего p = dFdAp = dFdA.

Данная сила может иметь существенно различный эффект в зависимости от области, на которую действует сила. Например, сила, приложенная к площади 1 мм 21 мм 2, имеет давление в 100 раз больше, чем та же сила, приложенная к площади 1 см 2,1 см 2. Вот почему острая игла может проткнуть кожу при приложении небольшой силы, но приложение того же усилия пальцем не протыкает кожу (рис. 14.5).

Фигура
14,5

(а) Человек, которого тыкают пальцем, может раздражать, но сила не имеет длительного эффекта.(b) Напротив, той же силы, приложенной к области размером с острый конец иглы, достаточно, чтобы сломать кожу.

Обратите внимание, что хотя сила — это вектор, давление — это скаляр. Давление — это скалярная величина, потому что она определяется как пропорциональная величине силы, действующей перпендикулярно площади поверхности. Единица измерения давления в системе СИ — паскаль (Па), названная в честь французского математика и физика Блеза Паскаля (1623–1662), где

Для измерения давления используются несколько других единиц, которые мы обсудим позже в этой главе.

Изменение давления с глубиной в жидкости постоянной плотности

Давление определено для всех состояний вещества, но особенно важно при обсуждении жидкостей. Важной характеристикой жидкостей является отсутствие значительного сопротивления компоненту силы, приложенной параллельно поверхности жидкости. Молекулы жидкости просто текут, чтобы приспособиться к горизонтальной силе. Сила, приложенная перпендикулярно к поверхности, сжимает или расширяет жидкость. Если вы попытаетесь сжать жидкость, вы обнаружите, что сила реакции развивается в каждой точке внутри жидкости во внешнем направлении, уравновешивая силу, приложенную к молекулам на границе.

Рассмотрим жидкость постоянной плотности, как показано на рисунке 14.6. Давление на дне контейнера возникает из-за давления атмосферы (p0) (p0) плюс давление из-за веса жидкости. Давление, создаваемое жидкостью, равно весу жидкости, деленному на площадь. Вес жидкости равен ее массе, умноженной на ускорение свободного падения.

Фигура
14,6

Дно этого контейнера поддерживает весь вес находящейся в нем жидкости.Вертикальные стороны не могут оказывать восходящее усилие на жидкость (поскольку она не может выдерживать силу сдвига), поэтому дно должно поддерживать все это.

Поскольку плотность постоянна, вес можно рассчитать, используя плотность:

w = mg = ρVg = ρAhg. w = mg = ρVg = ρAhg.

Следовательно, давление на дне контейнера равно атмосферному давлению, добавленному к весу жидкости, разделенному на площадь:

p = p0 + ρAhgA = p0 + ρhg.p = p0 + ρAhgA = p0 + ρhg.

Это уравнение применимо только для давления на глубине для жидкости постоянной плотности.

Давление на глубине для жидкости постоянной плотности.

Давление на глубине в жидкости постоянной плотности равно давлению атмосферы плюс давление, обусловленное весом жидкости, или

p = p0 + ρhg, p = p0 + ρhg,

14,4

Где p — давление на определенной глубине, p0p0 — давление атмосферы, ρρ — плотность жидкости, g — ускорение свободного падения и h — глубина.

Фигура
14,7

Плотина «Три ущелья», возведенная на реке Янцзы в центральном Китае в 2008 году, создала огромный водохранилище, в результате которого было перемещено более одного миллиона человек. (кредит: модификация работы Le Grand Portage / Flickr)

Пример
14.1

Какую силу должна выдержать плотина?

Рассмотрим давление и силу, действующие на дамбу, удерживающую резервуар с водой (рис. 14.7). Предположим, что плотина имеет ширину 500 м, а глубина воды у плотины составляет 80,0 м, как показано ниже.а) Каково среднее давление воды на плотину? (b) Рассчитайте силу, действующую на плотину.

Среднее давление p из-за веса воды — это давление на средней глубине h 40,0 м, так как давление линейно увеличивается с глубиной. Сила, оказываемая водой на плотину, равна среднему давлению, умноженному на площадь контакта, F = pA.F = pA.

раствор

Среднее давление из-за веса жидкости составляет
Введите плотность воды из Таблицы 14.2 и приняв h за среднюю глубину 40,0 м, получаем
p = (40,0 м) (103 кгм3) (9,80 мс2) = 3,92 × 105 Нм2 = 392 кПа. p = (40,0 м) (103 кгм3) (9,80 мс2) = 3,92 × 105 Нм2 = 392 кПа.
Мы уже нашли значение для p . Площадь плотины составляет
A = 80,0 м × 500 м = 4,00 × 104 м2, A = 80,0 м × 500 м = 4,00 × 104 м2,
так что
F = (3,92 × 105 Н / м2) (4,00 × 104 м2) = 1,57 × 1010 Н. F = (3,92 × 105 Н / м2) (4,00 × 104 м2) = 1,57 × 1010 Н.

Значение

Хотя эта сила кажется большой, она мала по сравнению с 1.96 × 1013N 1,96 × 1013N вес воды в резервуаре. На самом деле это всего 0,0800% от веса.

Проверьте свое понимание
14.1

Если водохранилище в Примере 14.1 покрывает вдвое большую площадь, но сохраняется на той же глубине, потребуется ли перепроектировать плотину?

Давление в статической жидкости в однородном гравитационном поле

Статическая жидкость — неподвижная жидкость. В любой точке статической жидкости давление со всех сторон должно быть одинаковым, иначе жидкость в этой точке отреагирует на результирующую силу и ускорится.

Давление в любой точке статической жидкости зависит только от глубины в этой точке. Как уже говорилось, давление в жидкости около Земли изменяется с глубиной из-за веса жидкости над определенным уровнем. В приведенных выше примерах мы предполагали, что плотность постоянна, а средняя плотность жидкости является хорошим представлением плотности. Это разумное приближение для жидкостей, таких как вода, где для сжатия жидкости или изменения объема требуются большие силы. В плавательном бассейне, например, плотность примерно постоянна, и вода внизу очень слабо сжимается под весом воды наверху.Однако путешествие в атмосфере — это совсем другая ситуация. Плотность воздуха начинает значительно меняться буквально на небольшом расстоянии от поверхности Земли.

Чтобы вывести формулу для изменения давления с глубиной в резервуаре, содержащем жидкость плотностью ρ на поверхности Земли, мы должны исходить из предположения, что плотность жидкости непостоянна. Жидкость, расположенная на более глубоких уровнях, подвергается большей силе, чем жидкость, находящаяся ближе к поверхности, из-за веса жидкости над ней.Следовательно, давление, рассчитанное на данной глубине, отличается от давления, рассчитанного с использованием постоянной плотности.

Представьте себе тонкий элемент жидкости на глубине h , как показано на рисунке 14.8. Пусть элемент имеет площадь поперечного сечения A и высоту ΔyΔy. Силы, действующие на элемент, возникают из-за давлений p ( y ) выше и p (y + Δy) p (y + Δy) под ним. Вес самого элемента также показан на диаграмме свободного тела.

Фигура
14.8

Силы на элемент массы внутри жидкости. Вес самого элемента показан на диаграмме свободного тела.

Поскольку элемент жидкости между y и y + Δyy + Δy не ускоряется, силы уравновешены. Используя декартову ось y , ориентированную вверх, мы находим следующее уравнение для компонента y :

p (y + Δy) A − p (y) A − gΔm = 0 (Δy <0). p (y + Δy) A − p (y) A − gΔm = 0 (Δy <0).

14,6

Обратите внимание, что если бы элемент имел ненулевую составляющую ускорения y , правая часть не была бы равна нулю, а вместо этого была бы массой, умноженной на ускорение y .Массу элемента можно записать через плотность жидкости и объем элементов:

Δm = | ρAΔy | = −ρAΔy (Δy <0) .Δm = | ρAΔy | = −ρAΔy (Δy <0).

Подставляя это выражение для ΔmΔm в уравнение 14.6, а затем разделив обе части на AΔyAΔy, находим

p (y + Δy) −p (y) Δy = −ρg.p (y + Δy) −p (y) Δy = −ρg.

14,7

Переходя к пределу бесконечно тонкого элемента Δy → 0Δy → 0, получаем следующее дифференциальное уравнение, которое дает изменение давления в жидкости:

dpdy = −ρg.dpdy = −ρg.

14,8

Это уравнение говорит нам, что скорость изменения давления в жидкости пропорциональна плотности жидкости. Решение этого уравнения зависит от того, является ли плотность ρ постоянной или изменяется с глубиной; то есть функция ρ ( y ).

Если диапазон анализируемой глубины не слишком велик, мы можем считать плотность постоянной. Но если диапазон глубин достаточно велик, чтобы плотность могла заметно меняться, как, например, в случае атмосферы, плотность меняется с глубиной.В этом случае мы не можем использовать приближение постоянной плотности.

Давление в жидкости с постоянной плотностью

Давайте воспользуемся уравнением 14.9, чтобы найти формулу для давления на глубине h от поверхности в резервуаре с жидкостью, такой как вода, где плотность жидкости можно считать постоянной.

Нам нужно интегрировать уравнение 14.9 от y = 0, y = 0, где давление равно атмосферному давлению (p0), (p0), до y = −h, y = −h, координаты y глубины :

∫p0pdp = −∫0 − hρgdyp − p0 = ρghp = p0 + ρgh.∫p0pdp = −∫0 − hρgdyp − p0 = ρghp = p0 + ρgh.

14,9

Следовательно, давление на глубине жидкости на поверхности Земли равно атмосферному давлению плюс ρgh , если плотность жидкости постоянна по высоте, как мы обнаружили ранее.

Обратите внимание, что давление в жидкости зависит только от глубины от поверхности, а не от формы контейнера. Таким образом, в контейнере, где жидкость может свободно перемещаться в различных частях, жидкость остается на одном уровне во всех частях, независимо от формы, как показано на рисунке 14.9.

Фигура
14,9

Если жидкость может свободно течь между частями контейнера, она поднимается на одинаковую высоту в каждой части. В изображенном контейнере давление внизу каждой колонки одинаковое; если бы это было не так, жидкость текла бы до тех пор, пока давления не сравнялись бы.

Изменение атмосферного давления с высотой

Особый интерес представляет изменение атмосферного давления с высотой. Предполагая, что температура воздуха постоянна и что закон термодинамики идеального газа описывает атмосферу в хорошем приближении, мы можем найти изменение атмосферного давления с высотой, когда температура постоянна.(Мы обсудим закон идеального газа в следующей главе, но мы предполагаем, что вы знакомы с ним из средней школы и химии.) Пусть p ( y ) будет атмосферным давлением на высоте y . Плотность ρρ при y , температура T в шкале Кельвина (K) и масса m молекулы воздуха связаны с абсолютным давлением по закону идеального газа в виде

p = ρkBTm (атмосфера), p = ρkBTm (атмосфера),

14.10

, где kBkB — постоянная Больцмана, имеющая значение 1.38 × 10–23Дж / К1,38 × 10–23Дж / К.

Вы, возможно, встречали закон идеального газа в форме pV = nRTpV = nRT, где n — число молей, а R — газовая постоянная. Здесь тот же закон записан в другой форме, используя плотность ρρ вместо объема V . Следовательно, если давление p изменяется с высотой, изменяется и плотность ρ.ρ. Используя плотность из закона идеального газа, скорость изменения давления с высотой определяется как

.
dpdy = −p (mgkBT), dpdy = −p (mgkBT),

, где в скобках указаны постоянные количества.Если заменить эти константы одним символом α, α, уравнение выглядит намного проще:

dpdy = −αpdpp = −αdy∫p0p (y) dpp = ∫0y − αdy [ln (p)] p0p (y) = [- αy] 0yln (p) −ln (p0) = — αyln (pp0) = — αydpdy = −αpdpp = −αdy∫p0p (y) dpp = ∫0y − αdy [ln (p)] p0p (y) = [- αy] 0yln (p) −ln (p0) = — αyln (pp0) = — αy

Это дает решение

p (y) = p0exp (−αy). p (y) = p0exp (−αy).

Таким образом, атмосферное давление экспоненциально падает с высотой, поскольку ось y направлена вверх от земли, а y имеет положительные значения в атмосфере над уровнем моря.Давление падает в 1e1e раз, когда высота равна 1α, 1α, что дает нам физическую интерпретацию для αα: Константа 1α1α — это шкала длины, которая характеризует изменение давления с высотой и часто называется высотой шкалы давления.

Мы можем получить приблизительное значение αα, используя массу молекулы азота в качестве заместителя для молекулы воздуха. При температуре 27 ° C, 27 ° C или 300 K находим

α = −mgkBT = 4,8 × 10−26 кг × 9,81 м / с 21,38 × 10−23J / K × 300 K = 18800 м. α = −mgkBT = 4.8 × 10–26 кг × 9,81 м / с 21,38 × 10–23 Дж / К × 300 K = 18800 м.

Следовательно, на каждые 8800 метров давление воздуха падает в 1/ e раз, или примерно на одну треть своего значения. Это дает нам лишь приблизительную оценку реальной ситуации, поскольку мы предположили и постоянную температуру, и постоянную температуру g на таких больших расстояниях от Земли, что в действительности не является правильным.

Направление давления в жидкости

Давление жидкости не имеет направления, будучи скалярной величиной, в то время как силы, обусловленные давлением, имеют четко определенные направления: они всегда действуют перпендикулярно любой поверхности.Причина в том, что жидкости не могут противостоять усилиям сдвига или проявлять их. Таким образом, в статической жидкости, заключенной в резервуар, сила, действующая на стенки резервуара, действует перпендикулярно внутренней поверхности. Точно так же давление действует перпендикулярно к поверхностям любого объекта в жидкости. На рисунке 14.10 показано давление воздуха на стенки шины и давление воды на тело пловца.

Фигура
14.10

(a) Давление внутри этой шины оказывает силы, перпендикулярные всем поверхностям, с которыми она контактирует.Стрелки показывают направления и величины сил, действующих в различных точках. (b) Давление оказывается перпендикулярно всем сторонам этого пловца, так как вода текла бы в пространство, которое он занимает, если бы его там не было. Стрелки показывают направления и величины сил, действующих на пловца в различных точках. Обратите внимание, что силы снизу больше из-за большей глубины, что дает чистую восходящую или выталкивающую силу. Чистая вертикальная сила, действующая на пловца, равна сумме выталкивающей силы и веса пловца.

Density — гипертекст по физике

Density — физический гипертекст

Обсуждение

Путаница массы и плотности. Объекты имеют массу. Материалы имеют плотность.

Плотность — это отношение массы материала к объему.

Шт.

1000 кг / м ³ = 1000 г / л = 1 г / см ³

Плотность выбранных материалов (~ 20 ° C, 1 атм)

материал	плотность (кг / м ³)
ацетон	790
кислота уксусная (CH ₃ COOH)	1,050
кислота соляная (HCl)	????
кислота серная (H ₂ SO ₄)	1,390
воздух, 100 К	3.556
воздух, 200 К	1,746
воздух, 293 К	1,207
воздух, 300 К	1,161
воздух, 500 К	0,696
воздух, 1000 К	0,340
спирт этиловый (зерновой)	789,2
спирт изопропиловый (для растирания)	785,4
спирт метиловый (дерево)	791.3
аммиак	771
алюминий	2,700
аргон, газ, ~ 300 К	1.449
аргон, жидкость, 87 К	1,430
пиво, pilsner, 4 ° C	1 008
бензол	870
кровь	1,035
телесный жир	918
кость	1 900
бутан	551
масло сливочное	911
углерод	2,250
карбон, алмаз	3,539
диоксид углерода, газ, +25 ° C	1.799
диоксид углерода твердый, −78 ° C	1,562
медь	8 960
кукурузный крахмал в сыпучей упаковке	540
кукурузный крахмал плотно упакованный	630
кукурузный сироп	1,380
дизель	800
формальдегид	1,130
фреон 12 жидкий	1,311
фреон 12 пар	36.83
бензин	803
глицерин	1,260
золото	19 300
зерно, ячмень	620
зерно кукуруза лущеная	720
зерно, кукуруза, початок	900
зерно, лен	770
зерно, просо	640
зерно, овес	410
зерно, рис грубое	580
зерно рисовое лущенное	750
зерно рожь	720
зерно пшеница	770
гелий, газ, ~ 300 К	0.164
гелий, жидкий, 4 К	147
водород (H ₂), газ, 300 К	0,082
водород (H ₂), жидкость, 17 К	71
мед	1,420
утюг	7 870
иридий	22 400

материал	плотность (кг / м ³)
керосин	810
сало	919
свинец	11350
литий	534
дейтерид лития 6	820
легкие	400
майонез традиционный	910
майонез светлый	1 000
метан, газ, +25 ° C	0.656
метан жидкий, −90 ° C	162
молоко коровье жирные сливки	994
молоко коровье светлое	1,012
молоко коровье целое	1,030
молоко коровье обезжиренное	1,033
ртуть	13 594
глутамат натрия	1,620
никель	8 900
азот (N ₂), газ, ~ 300 К	1.145
азот (N ₂), жидкость, 74 К	808
масло растительное кокосовое	924
масло растительное кукурузное	922
масло растительное оливковое	918
масло растительное пальмовое	915
масло растительное арахисовое	914
масло растительное соевое	927
осмий	22 500
кислород (O ₂), газ, ~ 300 К	1.308
кислород (O ₂), жидкость, 87 К	1,155
перхлорэтилен	1,600
платина	21 450
плутоний, α	19 860
соль (хлорид натрия)	2,165
кремний	2330
диоксид кремния (кварц)	2,600
силикон	993
серебристый	10 490
скин	1,050
бикарбонат натрия	2,200
сахар, сахароза	1,550
титан	4,500
вольфрам	19 300
карбид вольфрама (WC)	15,630
уран	19 050
вода, жидкость, 100 ° C	958.40
вода, жидкость, 50 ° C	988,03
вода, жидкость, 30 ° C	995,65
вода, жидкость, 20 ° C	998,21
вода, жидкость, 10 ° C	999,70
вода, жидкость, 3,984 ° C	999.972
вода, жидкость, 0 ° C	999,84
вода, лед, 0 ° C	916
вода, лед, −50 ° C	922
вода, лед, −100 ° C	927
вода, море	1,025
вода, физиологический раствор (0.9% NaCl)	1 004
цинк	7,140

Средняя плотность некоторых небесных тел

объект	плотность (кг / м ³)
земля, средняя (♁)	5 500
земля, жила	12 500
планет земной группы (☿, ♀, ♂)	3,900 ~ 5,200
планет-гигантов (♃, ♄, ♅, ♆)	600 ~ 1,600
плутон (♇)	1 900
комет	~ 600
солнце, среднее (☉)	1,400
солнце, сердцевина	153 000

объект	плотность (кг / м ³)
звезд главной последовательности	5 ~ 5 000
звезды от гигантов до сверхгигантов	10 ⁻⁴ ~ 10 ⁻⁶
белый карлик	10 ⁵ ~ 10 ⁹
нейтронная звезда	10 ¹⁷ ~ 10 ¹⁸
черная дыра звездной массы	~ 10 ¹⁸
сверхмассивная черная дыра	~ 10 ⁷
наблюдаемая Вселенная	~ 10 ⁻²⁶

Плотность как общее понятие.

массовая плотность

Уравнения массовой плотности

место

алгебраический

исчисление

Блок СИ

объемный, объемный, объемный

⎢ ⎣	кг	⎤ ⎥ ⎦
	м ³

площадь, площадь, площадь, поверхность, поверхность

⎡ ⎢ ⎣	кг	⎤ ⎥ ⎦
	м ²

линейный, линейный, линейный

Плотность заряда

, см. Заряд
плотность тока, см. Ток
числовая плотность, особенно в этой книге…

Плотность потока

(это термин, который я ненавижу)
- электрическое поле иногда называют плотностью электрического потока (потому что некоторые люди просто ненавидят жизнь)
- Магнитное поле иногда называют плотностью магнитного потока (или магнитной индукцией, этот термин, несомненно, был изобретен только для того, чтобы причинять боль другим).
Плотность населения — термин из географии

Нет постоянных условий.

Механика
1. Кинематика
  1. Движение
  2. Расстояние и перемещение
  3. Скорость и скорость
  4. Разгон
  5. Уравнения движения
  6. Свободное падение
  7. Графики движения
  8. Кинематика и расчет
  9. Кинематика в двух измерениях
  10. Снаряды
  11. Параметрические уравнения
2. Динамика I: Сила
  1. Сил
  2. Сила и масса
  3. Действие-реакция
  4. Масса
  5. Динамика
  6. Статика
  7. Трение
  8. Силы в двух измерениях
  9. Центростремительная сила
  10. Кодовые рамки
3. Энергия
  1. Работа
  2. Энергия
  3. Кинетическая энергия
  4. Потенциальная энергия
  5. Энергосбережение
  6. Мощность
  7. Машины простые
4. Dynamics II: Импульс
  1. Импульс и импульс
  2. Сохранение импульса
  3. Импульс и энергия
  4. Импульс в двух измерениях
5. Вращательное движение
  1. Кинематика вращения
  2. Инерция вращения
  3. Вращательная динамика
  4. Статика вращения
  5. Угловой момент
  6. Энергия вращения
  7. Прокат
  8. Вращение в двух измерениях
  9. Сила Кориолиса
6. Планетарное движение
  1. Геоцентризм
  2. Гелиоцентризм
  3. Вселенская гравитация
  4. Орбитальная механика I
  5. Гравитационная потенциальная энергия
  6. Орбитальная механика II
  7. Плотность вытянутых тел
7. Периодическое движение
  1. Пружины
  2. Генератор простых гармоник
  3. Маятники
  4. Резонанс
  5. Эластичность
8. Жидкости
  1. Плотность
  2. Давление
  3. Плавучесть
  4. Расход жидкости
  5. Вязкость
  6. Аэродинамическое сопротивление
  7. Режимы потока
Теплофизика
1. Тепло и температура
  1. Температура
  2. Тепловое расширение
  3. Атомная природа вещества
  4. Закон о газе
  5. Кинетико-молекулярная теория
  6. Фазы
2. Калориметрия
  1. Явное тепло
  2. Скрытое тепло
  3. Химическая потенциальная энергия
3. Теплопередача
  1. Проводимость
  2. Конвекция
  3. Радиация
4. Термодинамика
  1. Тепло и работа
  2. Диаграммы давление-объем
  3. Двигатели
  4. Холодильники
  5. Энергия и энтропия
  6. Абсолютный ноль
Волны и оптика
1. Волновые явления
  1. Природа волн
  2. Периодические волны
  3. Интерференция и суперпозиция
  4. Интерфейсы и барьеры
2. Звук
  1. Природа звука
  2. Интенсивность
  3. Эффект Доплера (звук)
  4. Ударные волны
  5. Дифракция и интерференция (звук)
  6. Стоячие волны
  7. ударов
  8. Музыка и шум
3. Физическая оптика
  1. Природа света
  2. Поляризация
  3. Эффект Доплера (световой)
  4. Черенковское излучение
  5. Дифракция и интерференция (свет)
  6. Тонкопленочная интерференция
  7. Цвет
4. Геометрическая оптика
  1. Отражение
  2. Преломление
  3. Зеркала сферические
  4. Сферические линзы
  5. Аберрация
Электричество и магнетизм
1. Электростатика
  1. Электрический заряд
  2. Закон Кулона
  3. Электрическое поле
  4. Электрический потенциал
  5. Закон Гаусса
  6. Проводников
2. Электростатические приложения
  1. Конденсаторы
  2. Диэлектрики
  3. Батареи
3. Электрический ток
  1. Электрический ток
  2. Электрическое сопротивление
  3. Электроэнергия
4. цепей постоянного тока
  1. Резисторы в цепях
  2. Батареи в цепях
  3. Конденсаторы в цепях
  4. Правила Кирхгофа
5. Магнитостатика
  1. Магнетизм
  2. Электромагнетизм
  3. Закон Ампера
  4. Электромагнитная сила
6. Магнитодинамика
  1. Электромагнитная индукция
  2. Закон Фарадея
  3. Закон Ленца
  4. Индуктивность
7. цепей переменного тока
  1. Переменный ток
  2. RC цепи
  3. Цепи RL
  4. Цепи LC
8. Электромагнитные волны
  1. Уравнения Максвелла
  2. Электромагнитные волны
  3. Электромагнитный спектр
Современная физика
1. Теория относительности
  1. Пространство-время
  2. Масса-энергия
  3. Общая теория относительности
2. Quanta
  1. Излучение черного тела
  2. Фотоэффект
  3. Рентгеновские снимки
  4. Антиматерия
3. Волновая механика
  1. Волны материи
  2. Атомарные модели
  3. Полупроводники
  4. Конденсированное вещество
4. Ядерная физика
  1. Изотопы
  2. Радиоактивный распад
  3. Период полураспада
  4. Энергия связи
  5. Деление
  6. Fusion
  7. Нуклеосинтез
  8. Ядерное оружие
  9. Радиобиология
5. Физика элементарных частиц
  1. Квантовая электродинамика
  2. Квантовая хромодинамика
  3. Квантовая динамика вкуса
  4. Стандартная модель
  5. Помимо стандартной модели
Фонды
1. шт.
  1. Международная система единиц
  2. Гауссова система единиц
  3. Британо-американская система единиц
  4. Разные единицы
  5. Время
  6. Преобразование единиц
2. Измерение
  1. Значащие цифры
  2. По порядку величины
3. Графики
  1. Графическое представление данных
  2. Линейная регрессия
  3. Подгонка кривой
  4. Исчисление
4. Векторы
  1. Тригонометрия
  2. Сложение и вычитание векторов
  3. Векторное разрешение и компоненты
  4. Умножение векторов
5. ссылку
  1. Специальные символы
  2. Часто используемые уравнения
  3. Физические константы
  4. Астрономические данные
  5. Периодическая таблица элементов
  6. Люди в физике
Назад дело
1. Предисловие
  1. Об этой книге
2. Связаться с автором
  1. гленнелерт.сша
  2. Behance
  3. Instagram
  4. Твиттер
  5. YouTube
3. Аффилированные сайты
  1. hypertextbook.com
  2. midwoodscience.org

Плотность | Физика

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

Определите плотность.
Рассчитайте массу резервуара по его плотности.
Сравните и сопоставьте плотности различных веществ.

Что весит больше: тонна перьев или тонна кирпичей? Эта старая загадка играет с различием между массой и плотностью. Тонна — это, конечно, тонна; но кирпичи имеют гораздо большую плотность, чем перья, и поэтому мы склонны думать о них как о более тяжелых. (См. Рисунок 1.)

Рис. 1. Тонна перьев и тонна кирпичей имеют одинаковую массу, но перья составляют гораздо большую кучу, потому что они имеют гораздо меньшую плотность.

Плотность , как вы увидите, важная характеристика веществ. Это очень важно, например, для определения того, тонет объект или плавает в жидкости. Плотность — это масса единицы объема вещества или объекта. В форме уравнения плотность определяется как

[латекс] \ rho = \ frac {m} {V} \\ [/ latex],

, где греческая буква ρ (ро) обозначает плотность, м — масса, а V — объем, занимаемый веществом.

Плотность

Плотность — это масса единицы объема.

[латекс] \ rho = \ frac {m} {V} \\ [/ latex],

, где ρ — символ плотности, м — масса, а V — объем, занимаемый веществом.

В загадке о перьях и кирпичах массы те же, но объем, занимаемый перьями, намного больше, так как их плотность намного меньше. Единица плотности в системе СИ — кг / м ³, репрезентативные значения приведены в таблице 1.{3} \ text {или} \ text {г / мл} \ right) \\ [/ latex] Твердые вещества Жидкости Газы Алюминий 2,7 Вода (4ºC) 1.000 Воздух 1,29 × 10 ⁻³ Латунь 8,44 Кровь 1,05 Двуокись углерода 1,98 × 10 ⁻³ Медь (в среднем) 8.8 Морская вода 1.025 Окись углерода 1,25 × 10 ⁻³ Золото 19,32 Меркурий 13,6 Водород 0,090 × 10 ⁻³ Чугун или сталь 7,8 Спирт этиловый 0,79 Гелий 0,18 × 10 ⁻³ Свинец 11,3 Бензиновый 0.68 метан 0,72 × 10 ⁻³ Полистирол 0,10 Глицерин 1,26 Азот 1,25 × 10 ⁻³ Вольфрам 19,30 Оливковое масло 0,92 Закись азота 1,98 × 10 ⁻³ Уран 18,70 Кислород 1,43 × 10 ⁻³ Бетон 2.30–3,0 Пар (100º C) 0.60 × 10 ⁻³ Пробка 0,24 Стекло обычное (среднее) 2,6 Гранит 2,7 Земная кора 3,3 Дерево 0,3–0,9 Лед (0 ° C) 0,917 Кость 1,7–2,0

Как видно из таблицы 1, плотность объекта может помочь определить его состав.Плотность золота, например, примерно в 2,5 раза больше плотности железа, что примерно в 2,5 раза больше плотности алюминия. Плотность также кое-что говорит о фазе материи и ее субструктуре. Обратите внимание, что плотности жидкостей и твердых тел примерно сопоставимы, что согласуется с тем фактом, что их атомы находятся в тесном контакте. Плотность газов намного меньше, чем у жидкостей и твердых тел, потому что атомы в газах разделены большим количеством пустого пространства.

Эксперимент на вынос Сахар и соль

Кучка сахара и кучка соли выглядят очень похоже, но что весит больше? Если объемы обеих стопок одинаковы, любая разница в массе связана с их разной плотностью (включая воздушное пространство между кристаллами).Как вы думаете, какая плотность больше? Какие ценности вы нашли? Какой метод вы использовали для определения этих значений?

Пример 1. Расчет массы резервуара по его объему

Водохранилище имеет площадь 50,0 км ² и среднюю глубину 40,0 м. Какая масса воды удерживается за плотиной? (См. Рис. 2, где показан вид на большое водохранилище — плотину «Три ущелья» на реке Янцзы в центральном Китае.)

Стратегия

Объем резервуара V можно рассчитать исходя из его размеров, а плотность воды ρ найти в таблице 1.Тогда массу м можно найти из определения плотности

[латекс] \ rho = \ frac {m} {V} \\ [/ латекс]. {2} \ right) \ left (\ text {40.{\ text {12}} \ text {kg} \ end {array} \\ [/ latex].

Обсуждение

Большой резервуар содержит очень большую массу воды. В этом примере вес воды в резервуаре составляет мг = 1,96 × 10 ¹³ Н, где г — это ускорение силы тяжести Земли (около 9,80 м / с ²). Разумно спросить, должна ли плотина обеспечивать силу, равную этому огромному весу. Ответ — нет. Как мы увидим в следующих разделах, сила, которую должна придать плотина, может быть намного меньше веса воды, которую она сдерживает.

Рисунок 2. Плотина Три ущелья в центральном Китае. После завершения строительства в 2008 году она стала крупнейшей в мире гидроэлектростанцией, вырабатывающей электроэнергию, эквивалентную мощности, вырабатываемой 22 атомными электростанциями средней мощности. Бетонная плотина имеет высоту 181 м и ширину 2,3 км. Протяженность водохранилища, образованного этой плотиной, составляет 660 км. Создание водохранилища привело к перемещению более 1 миллиона человек. (кредит: Le Grand Portage)

Сводка раздела

Концептуальные вопросы

1.Примерно как плотность воздуха меняется с высотой?

2. Приведите пример, в котором плотность используется для идентификации вещества, составляющего объект. Потребуется ли информация в дополнение к средней плотности для идентификации веществ в объекте, состоящем из более чем одного материала?

3. На рис. 3 показан стакан с ледяной водой, наполненный до краев. Будет ли вода переливаться, когда лед тает? Поясните свой ответ.

Рисунок 3.

Задачи и упражнения

1.Золото продается тройскими унциями (31,103 г). Каков объем 1 тройской унции чистого золота?

2. Ртуть обычно поставляется в колбах по 34,5 кг (около 76 фунтов). Каков объем в литрах такого количества ртути?

3. а) Какова масса глубокого вдоха воздуха объемом 2,00 л? б) Обсудите влияние такого вдоха на объем и плотность вашего тела.

4, Простой метод определения плотности объекта — измерить его массу, а затем измерить его объем, погрузив его в градуированный цилиндр.Какова плотность 240-граммовой породы, вытесняющей 89,0 см ³ воды? (Обратите внимание, что точность и практическое применение этого метода более ограничены, чем у множества других, основанных на принципе Архимеда.)

5. Предположим, у вас есть кофейная кружка с круглым поперечным сечением и вертикальными сторонами (равномерный радиус). Каков его внутренний радиус, если он вмещает 375 г кофе при заполнении на глубину 7,50 см? Предположим, кофе имеет ту же плотность, что и вода.

6.(a) Прямоугольный бензобак вмещает 50,0 кг бензина в полном объеме. Какова глубина резервуара, если его ширина 0,500 м, длина 0,900 м? (b) Обсудите, имеет ли этот бензобак разумный объем для легкового автомобиля.

7. Уплотнитель мусора может уменьшить объем его содержимого до 0,350 от первоначального значения. Если пренебречь массой вытесненного воздуха, во сколько раз увеличивается плотность мусора?

8. Стальная канистра для бензина на 2,50 кг вмещает 20,0 л бензина в полном объеме.Какова средняя плотность полной канистры с газом с учетом объема, занятого сталью, а также бензином?

9. Какова плотность 18-каратного золота, состоящего из 18 частей золота, 5 частей серебра и 1 части меди? (Эти значения являются частями по массе, а не по объему.) Предположим, что это простая смесь, имеющая среднюю плотность, равную взвешенным плотностям ее составляющих.

10. Между атомами в твердых телах и жидкостях относительно мало пустого пространства, так что средняя плотность атома примерно такая же, как у материи в макроскопическом масштабе — приблизительно 10 ³ кг / м ³.Ядро атома имеет радиус примерно 10 ^-5 радиуса атома и содержит почти всю массу всего атома. а) Какова приблизительная плотность ядра? (б) Один остаток сверхновой, называемый нейтронной звездой, может иметь плотность ядра. Каким был бы радиус нейтронной звезды с массой в 10 раз больше, чем у нашего Солнца (радиус Солнца 7 × 10 ⁸)?

Глоссарий

плотность:: Масса единицы объема вещества или объекта

Избранные решения проблем и упражнения

1.1,610 см ³

3. (а) 2,58 г (б) Объем вашего тела увеличивается за счет объема вдыхаемого вами воздуха. Средняя плотность вашего тела уменьшается, когда вы делаете глубокий вдох, потому что плотность воздуха значительно меньше, чем средняя плотность тела до того, как вы сделали глубокий вдох.

4. 2,70 г / см ³

6. (a) 0,163 м (b) Эквивалент 19,4 галлона, что является разумным

8. 7.9 × 10 ² кг / м ³

9.15,6 г / см ³

10. (а) 10 ¹⁸ кг / м ³ (б) 2 × 10 ⁴ м

Таблица плотности обычных материалов

Используйте градуированный цилиндр или узкое стекло, чтобы проиллюстрировать различные значения плотности обычных жидкостей. (фото: Kelvinsong)

Это таблица плотности обычных материалов. Плотность — это мера количества вещества на единицу объема. Это масса, деленная на объем вещества. Как правило, газы менее плотны, чем жидкости, которые менее плотны, чем твердые тела.Однако есть много исключений. Например, лед (твердое тело) менее плотный, чем вода (жидкость). Некоторые газы тяжелее жидкостей. Например, вода легче газообразного гексафторида вольфрама.

Плотность обычных веществ

В этой таблице приведены значения плотности от наименьшей до наибольшей. Единица плотности в системе СИ — кг / м ³. Чтобы преобразовать плотность в г / см ³ в кг / м ³, просто умножьте на 1000.

9006 этанол

спирт )

9020

Материал	Плотность (г / см ³)	Состояние вещества
водород (на СТП)	0.00009	газ
гелий (в STP)	0,000178	газ
окись углерода (в STP)	0,00125	газ
азот (в STP)	20 0,0012 газ
воздух (на STP)	0,001293	газ
углекислый газ (на STP)	0,001977	газ
литий	0,534	твердый
0.810	жидкость
бензол	0,900	жидкость
лед	0,920	твердый
вода при 20 ° C	0,998	жидкость
вода при 4 ° C	1.000	жидкость
морская вода	1.03	жидкость
молоко	1.03	жидкость
уголь	1.1-1,4	твердый
кровь	1,600	жидкий
магний	1,7	твердый
гранит	2,6-2,7	твердый
алюминий	твердый
алмаз	3,5	твердый
Земля (планета)	5,515	твердый
сталь	7.8	твердый
железо	7,8	твердый
латунь	8,6	твердый
медь	8,3-9,0	твердый
11 свинец
Ядро Земли	13	твердое тело
ртуть	13,6	жидкое
уран	18,7	твердое вещество
золото	19.3	твердый
платина	21,4	твердый
иридий	22,4	твердый
осмий	22,6	твердый 6
белый карлик 10 ⁶	твердое тело
атомное ядро	2,3 x 10 ¹³	твердое тело
черная дыра (4 солнечной массы)	1 x 10 ¹⁵	твердое тело

Факторы, влияющие на плотность

Плотность зависит от температуры и давления.Это также зависит от того, как атомы складываются в твердые тела. Некоторые элементы имеют множество аллотропов или форм. Например, графит и алмаз являются твердыми формами чистого углерода, но имеют разную плотность и другие свойства.

Самые легкие и самые тяжелые элементы

Водород — самый легкий (наименее плотный) элемент в периодической таблице. Это верно, даже если водород существует в виде двухатомного газа, а гелий — одноатомного газа. Самый тяжелый элемент в таблице Менделеева — осмий.Однако при определенных условиях иридий может быть более плотным, чем осмий. Возможно, некоторые синтетические радиоактивные элементы могут быть еще тяжелее, но их плотность не измерялась.

Ссылки

Связанные сообщения

14.2: Жидкости, плотность и давление (часть 1)

Цели обучения

Укажите различные фазы материи
Опишите характеристики фаз вещества на молекулярном или атомном уровне
Различия между сжимаемыми и несжимаемыми материалами
Определение плотности и связанных с ней единиц СИ
Сравните и сопоставьте плотности различных веществ
Определение давления и связанных с ним единиц СИ
Объясните взаимосвязь между давлением и силой
Вычислить силу с учетом давления и площади

Характеристики твердых тел

Твердые тела жесткие, имеют определенные формы и объемы. Атомы или молекулы в твердом теле находятся в непосредственной близости друг от друга, и между этими молекулами существует значительная сила. Твердые тела будут принимать форму, определяемую природой этих сил между молекулами. Хотя настоящие твердые тела не являются несжимаемыми, тем не менее, для изменения формы твердого тела требуется большая сила.В некоторых случаях сила между молекулами может заставить молекулы организоваться в решетку, как показано на рисунке \ (\ PageIndex {1} \). Структура этой трехмерной решетки представлена в виде молекул, связанных жесткими связями (смоделированными как жесткие пружины), которые обеспечивают ограниченную свободу движения. Даже большая сила вызывает только небольшие смещения в атомах или молекулах решетки, и твердое тело сохраняет свою форму. Твердые тела также сопротивляются силам сдвига. (Силы сдвига — это силы, прикладываемые по касательной к поверхности, как описано в разделе «Статическое равновесие и упругость».)

Характеристики жидкостей

Жидкости и газы считаются жидкостями , потому что они поддаются сдвиговым усилиям, тогда как твердые тела им сопротивляются. Как и в твердых телах, молекулы в жидкости связаны с соседними молекулами, но обладают гораздо меньшим количеством этих связей. Молекулы в жидкости не заблокированы на месте и могут двигаться относительно друг друга. Расстояние между молекулами аналогично расстояниям в твердом теле, поэтому жидкости имеют определенные объемы, но форма жидкости изменяется в зависимости от формы ее контейнера.Газы не связаны с соседними атомами и могут иметь большие расстояния между молекулами. У газов нет ни определенной формы, ни определенного объема, поскольку их молекулы движутся, заполняя контейнер, в котором они содержатся (рис. \ (\ PageIndex {1} \)).

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): (а) Атомы в твердом теле всегда находятся в тесном контакте с соседними атомами, удерживаясь на месте силами, представленными здесь пружинами. (б) Атомы в жидкости также находятся в тесном контакте, но могут скользить друг по другу. Силы между атомами сильно сопротивляются попыткам сжать атомы.(c) Атомы в газе перемещаются свободно и разделены большими расстояниями. Газ должен храниться в закрытом контейнере, чтобы предотвратить его свободное расширение и утечку.

Плотность

Предположим, что латунный блок и деревянный брусок имеют одинаковую массу. Если оба блока упали в резервуар с водой, почему дерево всплывает, а латунь тонет (рис. \ (\ PageIndex {2} \))? Это происходит потому, что латунь имеет большую плотность, чем вода, тогда как древесина имеет меньшую плотность, чем вода.

Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): (a) Медный и деревянный брусок имеют одинаковый вес и массу, но деревянный брусок имеет гораздо больший объем.(b) При помещении в аквариум, наполненный водой, латунный куб тонет, а деревянный брусок плавает. (Деревянный брусок на обоих рисунках один и тот же; он был повернут набок, чтобы поместиться на шкале.)

Плотность

Средняя плотность вещества или объекта определяется как его масса на единицу объема,

\ [\ rho = \ frac {m} {V} \ label {14.{3} \ ldotp \]

Метрическая система изначально была разработана таким образом, чтобы плотность воды составляла 1 г / см ³, что эквивалентно 103 кг / м ³. Таким образом, основная единица массы, килограмм, была впервые предложена как масса 1000 мл воды, имеющая объем 1000 см ³.

Таблица 14.1 — Плотность некоторых распространенных веществ

Твердые вещества	(0,0 ° С)	Жидкости	(0.0 ° С)	Газы	(0,0 ° C, 101,3 кПа)
Вещество	\ (\ rho \) (кг / м ³)	Вещество	\ (\ rho \) (кг / м ³)	Вещество	\ (\ rho \) (кг / м ³)
Алюминий	2.70 х 10 ³	Бензол	8,79 х 10 ²	Воздух	1,29 х 10 ⁰
Кость	1,90 х 10 ³	Кровь	1,05 х 10 ³	Двуокись углерода	. 1,98 x 10 ⁰
Латунь	8.44 х 10 ³	Спирт этиловый	8,06 x 10 ²	Окись углерода	1,25 х 10 ⁰
Бетон	2,40 х 10 ³	Бензин	6,80 x 10 ²	Гелий	1,80 х 10 ^-1
Медь	8.92 х 10 ³	Глицерин	1,26 x 10 ³	Водород	9,00 х 10 ^-2
Пробка	2,40 х 10 ²	Меркурий	1,36 x 10 ⁴	метан	7,20 х 10 ^-2
Земная кора	3.30 х 10 ³	Оливковое масло	9,20 х 10 ²	Азот	1,25 х 10 ⁰
Стекло	2,60 х 10 ³			Закись азота	1,98 х 10 ⁰
Гранит	2.70 х 10 ³			Кислород	1,43 х 10 ⁰
Утюг	7,86 x 10 ³
Свинец	1,13 х 10 ⁴
Дуб	7.10 х 10 ²
Сосна	3,73 х 10 ²
Платина	2,14 х 10 ⁴
полистирол	1.00 х 10 ²
Вольфрам	1,93 х 10 ⁴
Уран	1,87 х 10 ³

Как видно из таблицы 14.1, плотность объекта может помочь определить его состав. Плотность золота, например, примерно в 2,5 раза больше плотности железа, что примерно в 2,5 раза больше плотности алюминия. Плотность также кое-что говорит о фазе материи и ее субструктуре. Обратите внимание, что плотности жидкостей и твердых тел примерно сопоставимы, что согласуется с тем фактом, что их атомы находятся в тесном контакте. Плотность газов намного меньше, чем у жидкостей и твердых тел, потому что атомы в газах разделены большим количеством пустого пространства.Газы отображаются для стандартной температуры 0,0 ° C и стандартного давления 101,3 кПа, при этом плотность сильно зависит от температуры и давления. Отображаемые плотности твердых и жидких тел даны для стандартной температуры 0,0 ° C, а плотности твердых и жидких веществ зависят от температуры. Плотность твердых тел и жидкостей обычно увеличивается с понижением температуры.

Таблица 14.2 показывает плотность воды в различных фазах и температуре.Плотность воды увеличивается с понижением температуры, достигая максимума при 4,0 ° C, а затем уменьшается, когда температура опускается ниже 4,0 ° C. Такое поведение плотности воды объясняет, почему лед образуется наверху водоема.

Таблица 14.2 — Плотность воды

Вещество	\ (\ rho \) (кг / м ³)
Лед (0 ° C)	9,17 x 10 ²
Вода (0 ° C)	9.998 х 10 ²
Вода (4 ° C)	1.000 x 10 ³
Вода (20 ° C)	9,982 x 10 ²
Вода (100 ° C)	9,584 x 10 ²
Пар (100 ° C, 101,3 кПа)	1,670 x 10 ²
Морская вода (0 ° C)	1.030 х 10 ³

Плотность вещества не обязательно постоянна во всем объеме вещества. Если плотность во всем веществе постоянна, это вещество называется однородным. Твердый железный пруток — это пример однородного вещества. Плотность постоянна повсюду, а плотность любого образца вещества равна его средней плотности. Если плотность вещества непостоянна, вещество считается неоднородным.Кусок швейцарского сыра является примером неоднородного материала, содержащего как твердый сыр, так и заполненные газом пустоты. Плотность в определенном месте внутри неоднородного материала называется локальной плотностью и задается как функция местоположения \ (\ rho \) = \ (\ rho \) (x, y, z) (Рисунок \ (\ PageIndex {3} \)).

Рисунок \ (\ PageIndex {3} \): Плотность может варьироваться в неоднородной смеси. Локальная плотность в точке получается делением массы на объем в небольшом объеме вокруг данной точки.

\ [\ rho = \ lim _ {\ Delta V \ rightarrow 0} \ frac {\ Delta m} {\ Delta V} \ label {14.2} \]

где \ (\ rho \) — плотность, m — масса, V — объем.

Поскольку газы могут свободно расширяться и сжиматься, плотность газов значительно меняется с температурой, тогда как плотность жидкостей мало меняется с температурой.Поэтому плотности жидкостей часто считаются постоянными, при этом плотность равна средней плотности.

Плотность — это размерная характеристика; поэтому при сравнении плотностей двух веществ необходимо учитывать единицы измерения. По этой причине для сравнения плотностей часто используется более удобная безразмерная величина, называемая удельным весом . Удельный вес определяется как отношение плотности материала к плотности воды, равное 4.0 ° C и давление в одну атмосферу, что составляет 1000 кг / м ³:

\ [Конкретный \; гравитация = \ frac {Плотность \; из\; материал} {Плотность \; из\; вода} \ ldotp \]

В сравнении используется вода, потому что плотность воды составляет 1 г / см ³, которая изначально использовалась для определения килограмма. Удельный вес, будучи безразмерным, позволяет легко сравнивать материалы, не беспокоясь об единицах плотности. Например, плотность алюминия составляет 2,7 г / см ³ (2700 кг / м ³), но его удельный вес равен 2.7, независимо от единицы плотности. Удельный вес является особенно полезной величиной с точки зрения плавучести, которую мы обсудим позже в этой главе.

Давление

Вы, несомненно, слышали слово «давление», используемое по отношению к крови (высокое или низкое кровяное давление) и к погоде (погодные системы с высоким и низким давлением). Это только два из многих примеров давления в жидкости. (Напомним, что мы ввели идею давления в статическое равновесие и упругость в контексте объемных напряжений и деформаций.)

Давление

Давление (p) определяется как нормальная сила F на единицу площади A, на которую действует сила, или

\ [p = \ frac {F} {A} \ ldotp \ label {14.3} \]

Чтобы определить давление в определенной точке, давление определяется как сила dF, оказываемая жидкостью на бесконечно малый элемент площади dA, содержащей точку, в результате чего получается p = \ (\ frac {dF} {dA} \).

Данная сила может иметь существенно различный эффект в зависимости от области, на которую действует сила.Например, сила, приложенная к площади 1 мм ², имеет давление в 100 раз больше, чем та же сила, приложенная к площади 1 см ². Вот почему острая игла может проткнуть кожу при приложении небольшой силы, но приложение той же силы пальцем не протыкает кожу (рисунок \ (\ PageIndex {4} \)).

Рисунок \ (\ PageIndex {4} \): (a) Человек, которого тыкают пальцем, может раздражаться, но сила не имеет длительного эффекта. (b) Напротив, той же силы, приложенной к области размером с острый конец иглы, достаточно, чтобы сломать кожу.{2} \ ldotp \]

Для измерения давления используются несколько других единиц, которые мы обсудим позже в этой главе.

Авторы и авторство

Сэмюэл Дж. Линг (Государственный университет Трумэна), Джефф Санни (Университет Лойола Мэримаунт) и Билл Мобс со многими авторами. Эта работа лицензирована OpenStax University Physics в соответствии с лицензией Creative Commons Attribution License (4.0).

Как найти плотность жидкости

Проблема: Вы
даны две неизвестные жидкости.Найдите плотность каждого.

Материалы: Градуированный цилиндр 100 мл, весы тройные, калькулятор, 2 неизвестных жидкости.

Порядок действий: 1) Найдите массу пустого градуированного цилиндра.

2) Залить неизвестную жидкость №1 в мерный цилиндр на 50 мл .
уровень.

3) Найдите массу градуированного цилиндра с 50 мл неизвестной жидкости.
№1.

4) Повторите шаги 1-3 для неизвестной жидкости №2.

Плотность каждой жидкости можно рассчитать по формуле:

Плотность =
Масса / Объем

где масса равна
для просто жидкость (нужно вычесть массу градуированного цилиндра).

Теперь посчитаем плотности
двух жидкостей, используя следующие данные.

Жидкость
# 1:

Дано: Масса пустого градуированного
цилиндр = 78 грамм

Масса градуированного цилиндра
с неизвестной жидкостью # 1 = 128 грамм .

Находят:

а) Масса только жидкости = ____
б) Объем жидкости = _____
в)
Плотность жидкости №1 = ____

Жидкость № 2:

Дано: Масса пустого градуированного цилиндра = 78 грамм

Масса
мерного цилиндра с неизвестной жидкостью № 2 = 117,5 грамм .

Находят:

а) Масса только жидкости = ____
б) Объем жидкости = _____
в)
Плотность жидкости №2 = ____

Чек
свои ответы, указав значение в поле ниже.

Плотность
Жидкость 1:

Плотность
жидкости 2:

Что
каждая жидкость?

Используя приведенную ниже таблицу, теперь вы можете
чтобы определить, что представляет собой каждая жидкость.

Плотности для некоторых общих
жидкости бывают:

Вещество	Плотность (г / куб.см)
> Вода	1,00
Растительное масло	0.92
Морская вода	1.025
Тетрахлорметан	1,58
Бензол	0,87
Глицерин	1,26
Метанол	0,79

Неизвестная жидкость №1:

Неизвестная жидкость №2:

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ЖИДКОСТИ
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГИДРОМЕТРА Плотность жидкости
также можно измерить с помощью простого устройства, известного как ареометр.Буквально
что означает «измеритель воды», ареометр — это прибор, состоящий из
вертикальная шкала внутри герметичной стеклянной трубки, утяжеленная с одного конца. Это привыкло
измерить отношение (называемое удельным весом) плотности жидкого винограда к
что чистой воды. Ареометр — это в основном герметичный
узкая наверху трубка, утяжеленная плотным материалом, например
вести внизу. Возможно, вы видели одну в аквариуме с морской рыбой. Ареометр
часто считается самым ценным инструментом в виноделии.Когда ареометр помещается в жидкость, трубка плавает вертикально, так что
узкая часть торчит из жидкости, а тяжелая опускается. Узкий
деталь откалибрована по плотности. Ареометр плавает выше в жидкостях
более высокая плотность и более низкая в жидкостях с более низкой плотностью.

Пожалуйста
вернуться к науке
и домашняя страница задания по математике и попробуйте другое задание.

Плотность — Физические изменения — KS3 Physics Revision

Плотность объекта или вещества — это его масса, деленная на его объем:

Единицы плотности зависят от единиц, используемых для массы и объема, но обычно это:

г / см ³ (если масса измеряется в граммах, а объем в см ³)

Чем плотнее вещество, тем тяжелее оно ощущается для своих размеров.В таблице приведены три примера:

0 Обратите внимание, что твердое тело (сталь) является наиболее плотным, газ (воздух) наименее плотным, а плотность жидкости (воды) находится посередине.

Твердые вещества

Частицы твердых частиц расположены очень близко друг к другу.Они плотно упакованы, что обеспечивает высокую плотность твердых частиц.

Жидкости

Частицы в жидкостях расположены близко друг к другу. Несмотря на то, что они расположены беспорядочно, они по-прежнему плотно упакованы, что обеспечивает высокую плотность жидкостей. Плотность вещества как жидкости обычно лишь немного меньше его плотности как твердого тела. Например, плотность твердого алюминия составляет 2,72 г / см ³, а плотность жидкого алюминия составляет 2,38 г / см ³. Это означает, что жидкий алюминий плавает поверх твердого алюминия.

Вода отличается от большинства веществ: она менее плотная как твердое тело, чем как жидкость, поскольку ее частицы слегка расходятся при замерзании. Вот почему кубики льда и айсберги плавают в жидкой воде.

Газы

Частицы в газах очень далеко друг от друга, поэтому газы имеют очень низкую плотность.

Измерение плотности

Чтобы измерить плотность вещества, вам необходимо знать две вещи:

массу образца некоторого вещества
объем этого образца

Масса измеряется с помощью весов.Объем жидкости легко измерить с помощью мерного цилиндра. Объем твердого тела можно измерить:

, измерив сторону куба или блока вещества, а затем используя математику для вычисления его объема, или
Навигация по записям
Можно ли пить воду из крана в питере пить: Можно ли пить воду из-под крана в Петербурге и Ленинградской области?
Сколько в 1л кг воды: Cколько весит 1 литр воды?
Добавить комментарий Отменить ответ
Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *
Комментарий *
Имя *
Email *
Сайт
Рубрики
2024 © Все права защищены.

Вещество	Плотность в г / см³
Сталь	7,82
Вода	1,00
Воздух