Зміст
Щільність у фізиці - це міра кількості чогось, що існує в межах заданого фізичного простору (обсягу). Більшу частину часу «щільність» прийнято умовно означати «щільність маси», але як поняття вона просто описує, наскільки щось переповнене.
Наприклад, щільність населення Гонконгу надзвичайно висока, тоді як в Сибіру надзвичайно низька. Але в кожному випадку "люди" є предметом аналізу.
Для речовин, що складаються з одного елемента в деякій кількості (наприклад, грам чистого золота або срібла) або однорідної суміші елементів (наприклад, літр дистильованої води, що включає водень і кисень у відомому фіксованому співвідношенні), можна припустити, що в вибірці немає значущих змін щільності.
Це означає, що якщо щільність однорідного об’єкта 60 кг перед вами становить 12 кг / л, будь-яка обрана невелика частина предмета повинна мати це значення для його щільності.
Визначена щільність
Щільність присвоюється грецькою літерою rho (ρ) і просто маса м ділиться за обсягом V. Одиниці СІ кг / м3, але г / мл або г / куб. см (1 мл = 1 куб. см) є більш поширеними одиницями в лабораторних умовах. Фактично ці одиниці були обрані для визначення щільності води як 1,0 при кімнатній температурі.
Приклади середньої щільності
Залежно від типу речовини або речовин, що існують, існує ряд способів вирішити проблему суміші щільності.
Найпростіше, коли вам надають набір з N об'єктів і просять визначити середню щільність об'єктів у наборі. Такий приклад виникне в ситуаціях, коли елементи в наборі мають однаковий "тип" (наприклад, люди в Англії, дерева в даному лісі в штаті Монтана, книги в міській бібліотеці в штаті Теннессі), але можуть дуже сильно у характеристиці, про яку йдеться (наприклад, вага, вік, кількість сторінок).
ПРИКЛАД: Вам дано три блоки невідомого складу, які мають такі маси та обсяги:
а) Обчисліть середнє значення густин гірських порід у множині.
Це робиться шляхом з'ясування індивідуальних густин кожної породи, складання їх разом і ділення на загальну кількість порід у наборі:
÷ 3 = (3,000 + 1,800 + 3,700) ÷ 3
= 2833 г / л.
б) Обчисліть середню щільність сукупності гірських порід в цілому.
У цьому випадку ви просто розділите загальну масу на загальний об'єм:
(2,250 + 900 + 1,850) ÷ (0.75 +0.50 + 0.50) = 5,000 ÷ 1.75
= 2857 г / куб.
Цифри відрізняються тим, що гірські породи не вносять однакових зусиль у ці розрахунки.
Формула середньої щільності: Суміш речовин
ПРИКЛАД: Вам дають 5-літровий (5000 куб. См або мл) шматок матеріалу з іншої планети і сказали, що він складається з трьох сплавлених частинок наступних елементів у перерахованих пропорціях:
Яка щільність шматка в цілому?
Тут ви спершу перераховуєте відсотки в децимал і множите їх на окремі густини, щоб отримати середню густину суміші:
(0.15)(15) + (0.60)(1.0) + (0.25)(0.50) = 2,975 г / куб