La densité (D) est une quantité définie comme la masse (m) par unité de volume (v): D \u003d m ÷ v. Puisque ces trois quantités sont liées, vous pouvez trouver l'une des eux si vous connaissez les deux autres. Ceci est plus utile qu'il n'y paraît, car la densité est souvent une quantité connue que vous pouvez rechercher, en supposant que vous connaissez la composition du matériau. Les calculs sont simples pour les objets solides, mais les choses se compliquent pour les liquides, dont la densité change avec la température, et pour les gaz, pour lesquels la densité dépend de la température et de la pression.
Utiliser des unités cohérentes
L'équation relative la densité, la masse et le volume sont simples et vous permettent de calculer la densité d'un matériau si vous mesurez sa masse et son volume. La seule mise en garde est que vous devez effectuer les mesures dans le même système. Par exemple, si vous mesurez la masse en kilogrammes, vous devez mesurer le volume en mètres cubes et si vous mesurez le volume en pintes, vous devez mesurer la masse en livres. Les trois systèmes que vous utiliserez probablement sont CGS (centimètres, grammes, secondes), MKS (mètres, kilogrammes, secondes) et British Imperial. Les unités de densité les plus utilisées dans ces trois systèmes sont:
Exemple: Supposons que vous ayez un bécher rempli d'une solution aqueuse mystérieuse. Calculer sa densité et la comparer à celle de l'eau pure peut aider à déterminer sa composition.
Vous calculez le volume de la solution en mesurant les dimensions du bécher et le niveau du liquide et vous trouvez qu'il est de 355 ml . Puisqu'un millilitre est un centimètre cube, vous devriez trouver la masse en grammes. "You find that it's 372 gm.", 3, [[La densité est alors de 372 g /355 ml \u003d 1,05 g /ml. C'est juste un peu plus dense que l'eau pure (1 g /ml), donc tout ce qui est dissous dans l'eau est à une faible concentration.
Exemple: Vous trouvez un gros rocher avec une forme à peu près sphérique et vous voulez savoir sa composition. Trouver sa densité peut vous aider à le déterminer.
Calculez le volume de la roche en mesurant son diamètre et en divisant par 2 pour trouver son rayon (r). Le volume d'une sphère est de 4 /3πr 3, donc si la roche a un rayon de 10 pouces, son volume est de 418,67 pouces cubes. Convertissez en pieds cubes en multipliant par 0,00057. Le résultat est de 0,239 pied cube. Si la roche pèse 40 livres, sa densité est de 40 lb /0,239 ft 3 \u003d 167. 36 lb /ft 3. Ceci est très proche de la densité du granit, donc il y a de fortes chances que la roche soit du granit solide. Si vous avez un objet fait d'un matériau connu, vous pouvez rechercher sa densité dans une table. Ces informations vous permettent de calculer son volume en le pesant. Si vous connaissez déjà son volume, vous pouvez calculer sa masse. Tout ce que vous avez à faire est de réorganiser l'équation de densité pour exprimer le paramètre souhaité en fonction des deux autres. Exemple: Supposons que vous ayez une statue en or et que vous vouliez trouver son volume. D \u003d m ÷ v, donc v \u003d m ÷ D Vous trouvez que la statue pèse 2 kg. Dans un tableau, vous trouverez la densité de l'or à environ 19 300 kg /m 3. En branchant les chiffres, vous trouvez que le volume est de 2 kg ÷ 19,300 kg /m 3 \u003d 0,0001 m 3 ou environ un dixième de litre. Exemple: Combien coûte un millilitre de le mercure pèse? D \u003d m ÷ v, donc m \u003d Dv La densité du mercure est de 13,6 g /ml, donc un volume de 1 ml a une masse de 13,6 grammes.
Utilisation des tables de densité
