Todo lo que nos rodea se compone de diferentes sustancias. Los barcos y las casas de baños se construyen con madera, las planchas y los catres se fabrican con hierro, los neumáticos sobre ruedas y las gomas de borrar de los lápices se fabrican con caucho. Y diferentes objetos tienen diferentes pesos: cualquiera de nosotros puede sacar fácilmente un melón maduro y jugoso del mercado, pero tendremos que sudar por un peso del mismo tamaño.
Todos recuerdan el famoso chiste: “¿Cuál pesa más? ¿Un kilogramo de clavos o un kilogramo de pelusa? Ya no caeremos en este truco infantil, sabemos que el peso de ambos será el mismo, pero el volumen será significativamente diferente. Entonces, ¿por qué sucede esto? ¿Por qué diferentes cuerpos y sustancias tienen diferente peso con el mismo tamaño? ¿O viceversa, el mismo peso con diferentes tallas? Evidentemente, existe alguna característica por la que las sustancias son tan diferentes entre sí. En física, esta característica se llama densidad de la materia y se enseña en séptimo grado.
Densidad de una sustancia: definición y fórmula.
La definición de densidad de una sustancia es la siguiente: la densidad muestra cuál es la masa de una sustancia en una unidad de volumen, por ejemplo, en un metro cúbico. Entonces, la densidad del agua es de 1000 kg/m3 y la del hielo es de 900 kg/m3, razón por la cual el hielo es más liviano y se encuentra encima de los embalses en invierno. Es decir, ¿qué nos muestra la densidad de la materia en este caso? Una densidad del hielo de 900 kg/m3 significa que un cubo de hielo con lados de 1 metro pesa 900 kg. Y la fórmula para determinar la densidad de una sustancia es la siguiente: densidad = masa/volumen. Las cantidades incluidas en esta expresión se designan de la siguiente manera: masa - m, volumen del cuerpo - V, y la densidad se designa con la letra ρ (letra griega "rho"). Y la fórmula se puede escribir de la siguiente manera:
Cómo encontrar la densidad de una sustancia.
¿Cómo encontrar o calcular la densidad de una sustancia? Para ello es necesario conocer el volumen y el peso corporal. Es decir, medimos la sustancia, la pesamos y luego simplemente sustituimos los datos obtenidos en la fórmula y encontramos el valor que necesitamos. Y cómo se mide la densidad de una sustancia se desprende de la fórmula. Se mide en kilogramos por metro cúbico. En ocasiones también utilizan un valor como gramos por centímetro cúbico. Convertir un valor a otro es muy sencillo. 1 g = 0,001 kg y 1 cm3 = 0,000001 m3. En consecuencia, 1 g/(cm)^3 = 1000 kg/m^3. También hay que recordar que la densidad de una sustancia es diferente en diferentes estados de agregación. Es decir, en forma sólida, líquida o gaseosa. La densidad de los sólidos suele ser mayor que la densidad de los líquidos y mucho mayor que la densidad de los gases. Quizás una excepción muy útil para nosotros sea el agua, que, como ya hemos considerado, pesa menos en estado sólido que en estado líquido. Es gracias a esta extraña característica del agua que la vida es posible en la Tierra. La vida en nuestro planeta, como sabemos, se originó en los océanos. Y si el agua se comportara como todas las demás sustancias, entonces el agua de los mares y océanos se congelaría y el hielo, al ser más pesado que el agua, se hundiría hasta el fondo y permanecería allí sin derretirse. Y sólo en el ecuador, en una pequeña columna de agua, existiría vida en forma de varias especies de bacterias. Entonces podemos decir gracias al agua por nuestra existencia.
En la industria y la agricultura, existe la necesidad de conocer la densidad de las sustancias utilizadas, por ejemplo, los trabajadores del hormigón calculan la masa y el volumen del hormigón en función de su densidad al verter cimientos, columnas, muros, soportes de puentes, pendientes, presas. , etc. La densidad de una sustancia es una cantidad física que caracteriza el peso corporal dividido por su volumen.
Se supone que el cuerpo es continuo, sin huecos ni mezclas de otras sustancias. Este valor para diversas sustancias se refleja en las tablas de referencia. Pero es interesante saber cómo se completan esas tablas, cómo se determina la densidad de sustancias desconocidas. Las formas más sencillas de determinar la densidad de sustancias:
Para líquidos utilizando un hidrómetro;
Para líquidos y sólidos midiendo volumen y masa y calculando mediante la fórmula.
En ocasiones, debido a la forma irregular de los cuerpos o a su gran tamaño, resulta difícil o incluso imposible determinar su volumen utilizando una regla o un vaso de precipitados. Entonces surge la pregunta: ¿cómo se puede determinar su densidad sin recurrir a mediciones de volumen, o no es posible determinar la masa de una sustancia?
Objeto del trabajo: Resolver problemas experimentales para determinar la densidad de diversas sustancias.
Objetivos: 1) Estudiar diversos métodos para determinar la densidad de una sustancia descritos en la literatura.
2) Medir la densidad de algunas sustancias utilizando métodos propuestos en la literatura y estimar los límites de error de cada método.
3) Determinar la densidad de la sustancia desconocida según los métodos identificados.
4) Presentar en forma de tablas la densidad de soluciones de sal, azúcar y
4 sulfato de cobre de diferentes concentraciones.
Materiales y métodos de investigación: La investigación se realizó con sustancias comunes: solución de sal al 10%, solución de sulfato de cobre al 10%, agua, aluminio, acero, etc. Para las mediciones se utilizaron instrumentos de la 4ta clase de precisión: básculas con pesas, hidrómetro. , vasos comunicantes de un manómetro de líquido, así como un conjunto de cuerpos calorimétricos. Los experimentos se llevaron a cabo a temperatura ambiente (20-250°C), en un edificio escolar, en un aula de física.
5 11. 3. Determinación de la densidad del líquido a) Método para pesar un cuerpo en el aire y un líquido desconocido
Propósito: Determinar la densidad del líquido (solución de sulfato de cobre). La densidad ρ0 del agua es 1000 kg/m.
Instrumentos: dinamómetro, hilo, recipiente con agua, recipiente con líquido desconocido, cuerpo de un conjunto de cuerpos calorimétricos.
Progreso: Utilizando un dinamómetro determinamos el peso del cuerpo en el aire (P1), en el agua (P2) y en un líquido desconocido (P3).
FA=ρgV - fuerza
Arquímedes La fuerza de Arquímedes que actúa sobre un cuerpo en agua es igual a
FA=P1-P2, y en líquido desconocido:
Según la ley de Arquímedes, escribimos
P1-P2=ρ0Vg, (1)
Resolviendo el sistema de ecuaciones (1) y (2), encontramos la densidad del líquido desconocido:
ρ=(P1-P3)/Vg, V=(P1-P2)/ρ0g, ρ=(P1-P3/P1-P2)ρ0.
ρ= (1H-0,6H/1H-0,7H)1000 kg/m3 = 400H kg/m3/0,3H=1333.(3) kg/m3 b) Método de comparación con la densidad del agua
Equipo: Vasos comunicantes hechos de tubos de vidrio (con escala), tubo de goma, vaso de precipitados, pipeta, matraces (o frascos de vidrio) con diversos líquidos.
Progreso del trabajo: 1. Coloque una banda elástica en un extremo de los vasos comunicantes.
6 tubo (previamente sujetar el último para que no entre aire a través de él a los vasos comunicantes).
2. Con una pipeta, el líquido de prueba se vierte en vasos comunicantes (hasta un cierto nivel).
3. Vierta (hasta cierto nivel) agua destilada en el vaso.
4. El extremo libre del tubo de goma se sumerge (hasta el fondo) en un vaso de precipitados (Fig. 1). En este caso, el nivel de líquido en los codos de los vasos comunicantes cambiará (sea h1 la diferencia de niveles en los codos)
5. Se vierte el líquido que se está probando del vaso comunicante y en su lugar se vierte agua destilada hasta el nivel anterior.
6. Después de verter agua del vaso, vierta el líquido de prueba hasta el nivel anterior.
7. Vuelva a sumergir el extremo libre del tubo de goma en el vaso y vuelva a encontrar la diferencia de niveles.
Como la altura del nivel del líquido es inversamente proporcional a su densidad, podemos escribir: h1/h2 = ρx/ρв, o ρВ=h2ρВ/h1, donde ρВ y ρX son las densidades del agua destilada y del líquido en estudio, respectivamente. .
h1= 3,5cm h2= 5cm
ρX= 5 cm / 3,5 cm 1000 kg/m3 = 1428 kg/m3
Así, conociendo la densidad del líquido, podemos saber qué tipo de líquido estudiamos. En este caso se trata de sulfato de cobre.
7 2. Determinación de la densidad de un sólido a) Método de pesar una muestra en aire y agua
Equipo: Báscula con pesas, vaso de 0,5 litros, hilos y trozos de alambre, muestras de prueba (trozos de aluminio, estaño, granito, madera, placa de plexiglás, corcho).
Método de realización del trabajo: El método propuesto permite determinar la densidad de cualquier sustancia (que tenga una densidad mayor o menor que la del agua) pesando una muestra en aire y agua.
Sea m1 la masa del cuerpo en estudio. Entonces su peso en el aire se puede encontrar así:
Р =m1g, (1) donde g es la aceleración de caída libre. Sumergido en agua este cuerpo tiene peso.
Aquí FA es la fuerza de Arquímedes:
(V es el volumen de agua desplazada por el cuerpo, ρB es su densidad).
Equilibrando la balanza obtenemos:
P2=m2g, (4) donde ta es la masa de las pesas que se deben colocar en el platillo izquierdo para equilibrar la balanza. De (1) - (4) obtenemos: m2=m1-ρвV (5)
Como el volumen V es igual al volumen de un cuerpo sumergido en agua, podemos escribir:
V=m1/ρx (6) donde ρx es la densidad de la sustancia que constituye el cuerpo en estudio. De (5) y (6) encontramos:
ρx=m1/(m1-m2)ρв (7)
Orden de trabajo:
/. La densidad de los cuerpos en estudio es mayor que la densidad del agua.
1. Determinar la masa m1 del cuerpo en estudio.
2. Ate el cuerpo en estudio con un hilo al platillo izquierdo de la balanza y bájelo en un vaso de agua (hasta que esté completamente sumergido).
3. Sobre el mismo vaso se colocan pesos de masa m2 necesarios para equilibrar la balanza.
4. Utilizando la fórmula (7), se determina la densidad ρx del cuerpo en estudio. Los resultados de la medición se registran en la Tabla 1.
Tabla 1
Sustancia m1, 10-3 m2, 10-3 ρx, 103 ρy, 103 ε, %
kg kg kg m-3 kg m-3
Aluminio 21,85 13,65 2,664 2,698 1,2
Estaño 62,4 53,85 7,2982 7,298 0,003
Granito 17,35 10,75 2,628 2, 5-3 5
Plexiglás 3,75 0,75 1,23 1,18 4,2
Yo. La densidad de los cuerpos en estudio es menor que la densidad del agua.
1. Mida la masa m1 del cuerpo en estudio.
2. El cuerpo se fija rígidamente al plato izquierdo de la báscula mediante tres trozos de alambre de cobre (0,5 - 0,7 mm de diámetro; dos trozos de 10 a 15 cm de largo, uno de 30 a 35 cm). Para hacer esto, sus extremos se retuercen formando un haz, en el que se fija una aguja de acero (o un trozo de alambre rígido y puntiagudo) y los extremos superiores de los alambres cortos se unen a las protuberancias de la copa de la balanza (Fig. 2).
Equilibra la balanza. Luego, el cuerpo en estudio se clava con una aguja.
3. Se sumerge completamente el cuerpo en agua, se añaden pesas de masa m2 al platillo izquierdo de la balanza y se logra el equilibrio. Según la fórmula
ρx=m1/(m1+m2)ρx encuentra la densidad del cuerpo en estudio. Los resultados de la medición se registran en la Tabla 2.
Tabla 2
sustancia m3.10-3 m2.10-3 kg pх, 103 kgm-3 ρy, tabla. ε%
Madera de corcho 3,7 22,5 0,14 0,2 30
20 25 0,44 0,45 2,2 b) Método basado en las condiciones de flotación de los cuerpos.
Equipo: un trozo de plastilina, un recipiente cilíndrico con agua.
(ρ = 1 g/cm3), regla.
Avance del trabajo: 1. Sumergimos un trozo de plastilina en un recipiente con agua y medimos con una regla los cambios en el nivel h1 del líquido en el recipiente.
2. Hacemos un “barco” con plastilina y lo dejamos flotar en un recipiente con agua. Volvemos a medir el cambio en el nivel h2 del líquido.
3. Encuentra la densidad de la plastilina usando la fórmula:
ρcapa = mcapa/Vcapa = ρSh2 / Sh1 = ρВh2/h1
ρcapa = ρВh2/h1 h1 = 2mm h2 = 4mm
ρplasto =1000 kg/m3 4mm / 2mm = 2000 kg/m3
Determinar la densidad de una sustancia desconocida.
Objetivo: Determinar la densidad de la sustancia desconocida X en estado sólido. La sustancia X no se disuelve en agua y no entra en reacciones químicas con ella.
Equipo: Vaso de vidrio con agua, tubo de ensayo, regla de medición, sustancia desconocida X en forma de trozos pequeños.
Progreso del trabajo: Primero, colocamos solo la sustancia desconocida X en el tubo de ensayo y anotamos la profundidad H de inmersión del tubo de ensayo. Luego retiramos la sustancia X del tubo de ensayo y vertemos suficiente agua para que la profundidad de inmersión de H en el segundo experimento sea exactamente la misma que en el primer experimento. En este caso, la masa de agua mв en el tubo de ensayo en el segundo experimento es igual a la masa mх de la sustancia desconocida en el primer experimento: mв = mX
La densidad ρX de una sustancia X se puede calcular usando la igualdad ρX = mX/VX = mB/VX Para reducir posibles errores de medición al determinar la profundidad de inmersión H de un tubo de ensayo, utilizaremos la siguiente técnica.
Vierta suficiente agua en el vaso para que su nivel quede aproximadamente 1 cm por debajo del borde. Cargando el tubo de ensayo con una sustancia desconocida X en pequeñas porciones conseguiremos una profundidad de inmersión tal que el borde superior del tubo de ensayo quede al nivel del borde superior del recipiente. Esta posición del tubo de ensayo se puede determinar con gran precisión utilizando una regla colocada encima del vaso.
Luego de reemplazar la sustancia desconocida con agua, lograremos exactamente la misma profundidad de inmersión del tubo de ensayo agregando gradualmente agua.
Midamos la altura h1 del nivel del agua en el tubo de ensayo. El volumen de agua en el tubo de ensayo es
VВ= Sh1, donde S es el área de la sección transversal interna del tubo de ensayo. Bajemos la sustancia desconocida utilizada anteriormente en el experimento a un tubo de ensayo con agua y midamos la altura del nivel del agua h2 en él. El volumen de la sustancia Vx se puede expresar a través del área S de la sección transversal interna del tubo de ensayo y el cambio en la altura del nivel del agua h2 - h1 en el tubo de ensayo cuando la sustancia se sumerge en el agua:
La densidad de la materia ρX es igual a
ρX = mX/VX = mВ/VX = ρВВВ/VX=ρВSh1/(S(h2-h1)),
ρX = ρВh1/(h2-h1).
h1=3. 3 cm h2= 3,8 cm
ρX = 1000kg/m3
ρX =1000kg/m3 3,3 cm/(3,8 cm-3,3 cm) = 3,3 cm
1000 kg/m3 / 0,5 cm = 6,6 cm 1000 kg/m3 = 6600 kg/m3
Comparando nuestro resultado con los datos tabulares, podemos suponer que la sustancia desconocida es el zinc.
Determinación de la densidad de líquidos de diferentes concentraciones.
Propósito: Determinar las densidades de soluciones de sal, azúcar y sulfato de cobre de diferentes concentraciones. Crear tablas en base a los datos obtenidos. Equipo: Báscula con pesas, tubo de ensayo (250 ml), vaso de aluminio.
Sustancias: Azúcar, sal, sulfato de cobre. Avance del trabajo: a) Solución salina
Para obtener una solución con diferentes concentraciones, debes agregar una cucharadita (5,6 g) de sal al agua. Después de cada cucharada, es necesario medir el peso y el volumen de la solución resultante, teniendo en cuenta que m vaso = 44,75 g.
Fórmulas utilizadas en problemas de física que involucran densidad, masa y volumen.
Nombre de la cantidad |
Designación |
Unidades de medida |
Fórmula |
Peso |
metro |
kilos |
metro = p * V |
Volumen |
V |
metros 3 |
V=m/p |
Densidad |
pag |
kg/m3 |
p=m/V |
La densidad es igual a la relación entre la masa de un cuerpo y su volumen. La densidad se indica con una letra griega. ρ (ro).
EJEMPLOS DE RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS
Tarea número 1. Encuentre la densidad de la leche si 206 g de leche ocupan un volumen de 200 cm3.
Tarea número 2. Determine el volumen de un ladrillo si su masa es de 5 kg.
Tarea número 3. Determine la masa de una pieza de acero con un volumen de 120 cm3.
Problema número 4. Las dimensiones de dos baldosas rectangulares son iguales. ¿Cuál de ellas tiene mayor masa, si una teja es de hierro fundido y la otra es de acero?
Solución: De tablas de densidad de sustancias (ver al final de la página) determinamos que la densidad del hierro fundido ( ρ 2 = 7000 kg/m3) menor que la densidad del acero ( ρ 1 = 7800 kg/m3). En consecuencia, una unidad de volumen de hierro fundido contiene menos masa que una unidad de volumen de acero, ya que cuanto menor es la densidad de una sustancia, menor es su masa si los volúmenes de los cuerpos son iguales.
Problema número 5. Determine la densidad de la tiza si la masa de un trozo de ella con un volumen de 20 cm 3 es igual a 48 g. Exprese esta densidad en kg/m 3 y en g/cm 3.
Respuesta: densidad de tiza 2,4 g/cm3, o 2400 kg/m3.
Tarea número 6. ¿Cuál es la masa de una viga de roble con una longitud de 5 m y un área de sección transversal de 0,04 m 2?
RESPUESTA: 160 kilogramos.
SOLUCIÓN. De la fórmula de densidad obtenemos m = p V. Teniendo en cuenta que el volumen de la viga V = S yo, obtenemos: m = pS yo.
Calculamos: m = 800 kg/m 3 0,04 m 2 5 m = 160 kg.
Tarea número 7. Un bloque cuya masa es 21,6 g tiene dimensiones 4 x 2,5 x 0,8 cm Determina de qué sustancia está hecho.
RESPUESTA: La barra está fabricada en aluminio.
Tarea número 8 (dificultad aumentada). Un cubo de cobre hueco con una longitud de arista a = 6 cm tiene una masa m = 810 g ¿Cuál es el espesor de las paredes del cubo?
RESPUESTA: 5 milímetros.
SOLUCIÓN: Volumen del cubo V K = a 3 = 216 cm 3. Volumen de pared VC se puede calcular conociendo la masa del cubo m K y densidad del cobre r: V C = m K / r = 91 cm 3. Por tanto, el volumen de la cavidad. V P = V K - V C = 125 cm 3. Porque 125cm3 = (5cm)3, la cavidad es un cubo con una longitud de arista segundo = 5 cm. Se deduce que el espesor de las paredes del cubo es igual a (a-b)/2 = (6 – 5)/2 = 0,5 centímetros.
Problema número 9 (nivel olímpico). La masa de un tubo de ensayo con agua es de 50 g. La masa del mismo tubo de ensayo lleno de agua, pero con un trozo de metal que pesa 12 g, es de 60,5 g. Determine la densidad del metal colocado en el tubo de ensayo.
RESPUESTA: 8000 kg/m3
SOLUCIÓN: Si no se hubiera derramado parte del agua del tubo de ensayo, entonces en este caso la masa total del tubo de ensayo, el agua y un trozo de metal en él sería igual a 50 g + 12 g = 62 g. Según las condiciones del problema, la masa de agua en un tubo de ensayo con un trozo de metal dentro es igual a 60,5 g, por lo tanto, la masa de agua desplazada por el metal es igual a 1,5 g, es decir, es 1/. 8 de la masa de la pieza de metal. Por tanto, la densidad del metal es 8 veces mayor que la densidad del agua.
Problemas de densidad, masa y volumen con soluciones. Tabla de densidad de sustancias.
Coloquemos sobre la balanza cilindros de hierro y aluminio del mismo volumen (Fig. 122). El equilibrio de la balanza se ha alterado. ¿Por qué?
Arroz. 122
En el trabajo de laboratorio, midió el peso corporal comparando el peso de las pesas con su peso corporal. Cuando las balanzas estaban en equilibrio, estas masas eran iguales. El desequilibrio significa que las masas de los cuerpos no son las mismas. La masa del cilindro de hierro es mayor que la masa del cilindro de aluminio. Pero los volúmenes de los cilindros son iguales. Esto significa que una unidad de volumen (1 cm3 o 1 m3) de hierro tiene una masa mayor que la del aluminio.
La masa de una sustancia contenida en una unidad de volumen se llama densidad de la sustancia.. Para encontrar la densidad, debes dividir la masa de una sustancia por su volumen. La densidad se denota con la letra griega ρ (rho). Entonces
densidad = masa/volumen
ρ = metro/V.
La unidad SI de densidad es 1 kg/m3.. Las densidades de diversas sustancias se determinan experimentalmente y se presentan en la Tabla 1. La Figura 123 muestra las masas de sustancias que conoce en un volumen V = 1 m 3.
Arroz. 123
Densidad de sólidos, líquidos y gases.
(a presión atmosférica normal)
¿Cómo entendemos que la densidad del agua es ρ = 1000 kg/m3? La respuesta a esta pregunta se desprende de la fórmula. La masa de agua en un volumen V = 1 m 3 es igual a m = 1000 kg.
De la fórmula de la densidad, la masa de una sustancia.
metro = ρV.
De dos cuerpos de igual volumen, el cuerpo con mayor densidad de materia tiene mayor masa.
Comparando las densidades del hierro ρ l = 7800 kg/m 3 y del aluminio ρ al = 2700 kg/m 3, entendemos por qué en el experimento (ver Fig. 122) la masa de un cilindro de hierro resultó ser mayor que la masa. de un cilindro de aluminio del mismo volumen.
Si el volumen de un cuerpo se mide en cm 3, entonces para determinar la masa corporal es conveniente utilizar el valor de densidad ρ, expresado en g/cm 3.
La fórmula de densidad de sustancias ρ = m/V se utiliza para cuerpos homogéneos, es decir, para cuerpos que constan de una sola sustancia. Se trata de cuerpos que no tienen cavidades de aire ni contienen impurezas de otras sustancias. La pureza de la sustancia se juzga por la densidad medida. ¿Se añade, por ejemplo, algún metal barato dentro de una barra de oro?
Piensa y responde
- ¿Cómo cambiaría el equilibrio de la balanza (ver figura 122) si en lugar de un cilindro de hierro se colocara sobre una taza un cilindro de madera del mismo volumen?
- ¿Qué es la densidad?
- ¿La densidad de una sustancia depende de su volumen? ¿De las masas?
- ¿En qué unidades se mide la densidad?
- ¿Cómo pasar de la unidad de densidad g/cm 3 a la unidad de densidad kg/m 3?
¡Interesante saberlo!
Como regla general, una sustancia en estado sólido tiene una densidad mayor que en estado líquido. La excepción a esta regla es el hielo y el agua, que están formados por moléculas de H 2 O. La densidad del hielo es ρ = 900 kg/m 3, ¿la densidad del agua? = 1000kg/m3. La densidad del hielo es menor que la densidad del agua, lo que indica un empaquetamiento menos denso de moléculas (es decir, mayores distancias entre ellas) en el estado sólido de la sustancia (hielo) que en el estado líquido (agua). En el futuro, encontraréis otras anomalías (anomalías) muy interesantes en las propiedades del agua.
La densidad media de la Tierra es de aproximadamente 5,5 g/cm 3 . Este y otros hechos conocidos por la ciencia nos permitieron sacar algunas conclusiones sobre la estructura de la Tierra. El espesor medio de la corteza terrestre es de unos 33 km. La corteza terrestre está compuesta principalmente de suelo y rocas. La densidad promedio de la corteza terrestre es de 2,7 g/cm 3, y la densidad de las rocas que se encuentran directamente debajo de la corteza terrestre es de 3,3 g/cm 3. Pero ambos valores son inferiores a 5,5 g/cm 3, es decir, menos que la densidad media de la Tierra. De ello se deduce que la densidad de la materia ubicada en las profundidades del globo es mayor que la densidad promedio de la Tierra. Los científicos sugieren que en el centro de la Tierra la densidad de la sustancia alcanza los 11,5 g/cm 3, es decir, se acerca a la densidad del plomo.
La densidad media del tejido del cuerpo humano es de 1036 kg/m3, la densidad de la sangre (en t = 20°C) es de 1050 kg/m3.
La madera de balsa tiene una densidad de madera baja (2 veces menor que el corcho). De él se fabrican balsas y salvavidas. En Cuba crece el árbol de pelo espinoso Eshinomena, cuya madera tiene una densidad 25 veces menor que la densidad del agua, es decir ρ = 0,04 g/cm 3 . El árbol de la serpiente tiene una densidad de madera muy alta. Un árbol se hunde en el agua como una piedra.
Hazlo tu mismo en casa
Mide la densidad del jabón. Para ello, utilice una pastilla de jabón de forma rectangular. Compara la densidad que mediste con los valores obtenidos por tus compañeros. ¿Son iguales los valores de densidad resultantes? ¿Por qué?
interesante saber
Ya durante la vida del famoso científico griego Arquímedes (Fig. 124), se formaron leyendas sobre él, cuya razón fueron sus inventos que asombraron a sus contemporáneos. Una de las leyendas dice que el rey de Siracusa, Garza II, le pidió al pensador que determinara si su corona estaba hecha de oro puro o si el joyero mezcló en ella una cantidad significativa de plata. Por supuesto, la corona tenía que permanecer intacta. A Arquímedes no le resultó difícil determinar la masa de la corona. Mucho más difícil fue medir con precisión el volumen de la corona para calcular la densidad del metal del que estaba hecha y determinar si era oro puro. ¡La dificultad era que tenía la forma equivocada!
Arroz. 124
Un día, Arquímedes, absorto en sus pensamientos sobre la corona, se estaba bañando y se le ocurrió una brillante idea. El volumen de la corona se puede determinar midiendo el volumen de agua desplazada por ella (está familiarizado con este método de medir el volumen de un cuerpo de forma irregular). Habiendo determinado el volumen de la corona y su masa, Arquímedes calculó la densidad de la sustancia con la que el joyero hizo la corona.
Según cuenta la leyenda, la densidad de la sustancia de la corona resultó ser menor que la densidad del oro puro, y el joyero deshonesto fue sorprendido en el engaño.
Ceremonias
- La densidad del cobre es ρ m = 8,9 g/cm 3 y la densidad del aluminio es ρ al = 2700 kg/m 3. ¿Qué sustancia es más densa y cuántas veces?
- Determine la masa de una losa de concreto cuyo volumen es V = 3,0 m 3.
- ¿De qué sustancia está hecha una pelota con volumen V = 10 cm 3 si su masa m = 71 g?
- Determine la masa del vidrio de una ventana cuya longitud a = 1,5 m, altura b = 80 cm y espesor c = 5,0 mm.
- Masa total N = 7 láminas idénticas de hierro para tejados m = 490 kg. El tamaño de cada lámina es de 1 x 1,5 m. Determine el espesor de la lámina.
- Los cilindros de acero y aluminio tienen la misma sección transversal y masa. ¿Qué cilindro tiene mayor altura y en cuánto?
Los cuerpos formados por diferentes sustancias con el mismo volumen tienen diferentes masas. Por ejemplo, el hierro con un volumen de 1 m3 tiene una masa de 7800 kg y el plomo del mismo volumen tiene una masa de 13000 kg.
Una cantidad física que muestra la masa de una sustancia por unidad de volumen (es decir, por ejemplo, en un metro cúbico o un centímetro cúbico) se llama densidad sustancias.
Para saber cómo encontrar la densidad de una sustancia determinada, considere el siguiente ejemplo. Se sabe que un témpano de hielo con un volumen de 2 m 3 tiene una masa de 1800 kg. Entonces 1 m 3 de hielo tendrá una masa 2 veces menor. Dividiendo 1800 kg por 2 m 3, obtenemos 900 kg/m 3. Esta es la densidad del hielo.
Entonces, Para determinar la densidad de una sustancia, es necesario dividir la masa del cuerpo por su volumen.: Denotemos con letras las cantidades incluidas en esta expresión:
metro- peso corporal, V- volumen corporal, ρ - densidad corporal ( ρ -Letra griega “rho”).
Entonces la fórmula para calcular la densidad se puede escribir de la siguiente manera: La unidad SI de densidad es kilogramo por metro cúbico(1kg/m3). En la práctica, la densidad de una sustancia también se expresa en gramos por centímetro cúbico (g/cm3). Para establecer la conexión entre estas unidades tenemos en cuenta que
1 g = 0,001 kg, 1 cm 3 = 0,000001 m 3.
Es por eso 
La densidad de una misma sustancia en estado sólido, líquido y gaseoso es diferente. Por ejemplo, la densidad del agua es 1000 kg/m3, la del hielo es 900 kg/m3 y el vapor de agua (a 0 0 C y presión atmosférica normal) es 0,59 kg/m3.
Tabla 3
Densidades de algunos sólidos.
Tabla 4
Densidades de algunos líquidos.
Tabla 5
Densidades de algunos gases.
(Las densidades de los cuerpos indicadas en las tablas 3-5 se calculan a presión atmosférica normal y a una temperatura para gases de 0 0C, para líquidos y sólidos de 20 0C).
1. ¿Qué muestra la densidad? 2. ¿Qué hay que hacer para determinar la densidad de una sustancia, conociendo la masa del cuerpo y su volumen? 3. ¿Qué unidades de densidad conoces? ¿Cómo se relacionan entre sí? 4. Tres cubos de mármol, hielo y latón tienen el mismo volumen. ¿Cuál tiene más masa y cuál tiene menos? 5. Dos cubos, de oro y de plata, tienen la misma masa. ¿Cuál tiene mayor volumen? 6. ¿Cuál de los cilindros que se muestran en la Figura 22 tiene mayor densidad? 7. La masa de cada uno de los cuerpos que se muestran en la Figura 23 es 1 tonelada. ¿Cuál de ellos tiene menos densidad?
