Densitet är mätningen av massan av ett ämne eller föremål som ofta studeras inom vetenskapen. Lär dig mer om dess förklaringar, beräkningar och skillnaden mellan tät och gles materia.
Vad är densitet?
Densitet är ett mått på hur kompakt massan i ett ämne eller objekt är. Densiteten för ett föremål eller ämne kan beräknas från denna ekvation: densitet i kilogram per kuberad meter är lika med massa i kilogram, dividerat med volym i kuberade meter. Eller med andra ord, densitet är massa utspridda över en volym. Eller med andra ord, det är antalet kilo som 1 meter kub av ämnet väger. Om varje kubikmeter väger mer är ämnet tätare.
Som vi kommer att diskutera i andra lektioner är densitet superviktigt eftersom det har att göra med om saker stiger eller sjunker. Mindre täta material tenderar att stiga över mer täta material, särskilt när det gäller vätskor och gaser. Så att förstå densitet har stora konsekvenser för rörelserna av material och gaser i atmosfären och föremål som flyter (eller sjunker) i vatten. Densitet är anledningen till att vissa föremål sjunker och andra föremål flyter. Och det är anledningen till att vissa moln står högt på himlen, medan andra är lågt nere.
Täthet betyder att om du tar två kuber av samma storlek gjorda av olika material och väger dem, så vann de vanligtvis väger inte samma. Det betyder också att en enorm kub frigolit kan väga samma som en liten kub av blyexempel. Exempel på täta material inkluderar järn, bly eller platina. Många typer av metall och sten är mycket täta. Dessa material är mer benägna att “kännas” tunga eller hårda. Även om ett sparsamt material (gles är motsatsen till tätt) kan kännas tungt om det är riktigt stort. Exempel på glesa material är frigolit, glas, mjuka träslag som bambu eller lättmetaller som aluminium.
Generellt sett är gaser mindre täta än vätskor och vätskor är mindre täta än fasta ämnen. Detta beror på att fasta ämnen har tätt packade partiklar, medan vätskor är material där partiklar kan glida runt varandra, och gaser har partiklar fria att röra sig överallt.
Beräkning
Låt oss gå igenom ett exempel på hur man använder densitetsekvationen, som du kanske minns är densitet i kilogram per kuberad meter är lika med massa i kilogram, dividerat med volym i kuberade meter.
Låt oss säga att du har en kub av ett okänt fast ämne. Du mäter en av sidorna på kuben och den är 0,1 meter lång. Du väger kuben och den väger 7,8 kilo. Använd den här densitetsdatatabellen och identifiera den solida delen.
Ytterligare aktiviteter
Hitta densitet
I den här aktiviteten kommer eleverna att lära sig hur att beräkna densiteten för olika föremål i deras vardag. För att slutföra denna aktivitet behöver du en våg som kan mäta massa och ett flexibelt måttband, samt en miniräknare, papper och penna. För den här aktiviteten kommer att välja föremål i normal storlek göra beräkningarna av volym enklare, till exempel en cirkulär pappersvikt, en mobiltelefon eller ett cylindriskt ljus.
Vägbeskrivning
I den här aktiviteten kommer du att beräkna densiteten av olika föremål i ditt vardagsliv. Som du vet från lektionen, för att göra detta, måste vi mäta massa och volym. Så du behöver en våg och ett flexibelt måttband. Följ instruktionerna nedan för att komma igång.
- Först, hitta fem objekt som du vill beräkna densiteten för.
- Anteckna massan för varje objekt med hjälp av skalan och registrera din resultat i tabellen.
- Använd sedan måttbandet för att mäta objektens dimensioner. För cirkulära eller cylindriska föremål, mät diametern, och för kvadratiska eller rektangulära föremål, mät bredd och höjd.
- Beräkna volymen för varje föremål och anteckna den i tabellen nedan.
- Dela sedan massan med volymen för att få objektets densitet.
Analysfrågor
- Vad var tätaste föremål gjorda av? Hur är det med de minst täta föremålen?
- Om du vet att vattentätheten är 1g/cm^3, vilka föremål förutsäger du skulle flyta i vatten, och varför tror du det?
- Hur påverkade formen på föremål densiteten?
Lösningar
Eleverna bör se att föremål gjorda av glas eller metall tenderade att vara tätare än föremål gjorda av kartong eller papper. Föremål som har en större densitet än vatten kommer att sjunka, medan mindre täta föremål kommer att flyta. I allmänhet har ihåliga föremål en lägre densitet eftersom deras inre utrymme tas upp av lättviktsluft. Eleverna ska kunna se att fasta föremål ofta också är tätare.
