Khối lượng riêng là gì? Khối lượng riêng dùng để làm gì?

Khối lượng riêng là gì?

Khối lượng riêng (KLR) là thước đo khối lượng có trong một đơn vị thể tích hoặc một khoảng không gian nhất định. Khối lượng riêng của bất kỳ chất nào được tính bằng cách lấy khối lượng của chất đó chia cho thể tích của chất đó.

Công thức tính khối lượng riêng:

D = m / V

Trong đó:

• D (density)   : Khối lượng riêng (kg/m³)
• m (mass)     : trọng lượng (kg)
• V (volume)   : thể tích (m³)

Ví dụ về khối lượng riêng

Trong Hình 2.2, thể tích được biểu thị bằng các hộp và các hạt riêng lẻ của vật chất được biểu thị bằng các hình màu.

• Hộp A có năm quả cầu.
• Hộp B có cùng kích thước hộp A, cùng thể tích với hộp A nhưng hộp B có 10 quả cầu.
• Hộp C có có năm quả cầu, cùng số lượng quả cầu với hộp A, nhưng hộp lại C có thể tích lớn hơn hộp A và B.
• Hộp D có cùng thể tích và số lượng quả cầu màu xanh lục như hộp A, nhưng cũng bao gồm các loại vật chất khác với các hộp còn lại – Hình tròn màu đỏ và hình khối màu xanh lam.

Kết luận:

1. Nếu tăng lượng vật chất mà không thay đổi thể tích thì khối lượng riêng sẽ tăng (Hình 2.2 A đến 2.2 B). 
2. Nếu tăng thể tích mà không tăng số lượng quả cầu thì khối lượng riêng giảm (Hình 2.2 A đến 2.2 C).
3. Thêm vật chất bổ sung vào cùng một thể tích cũng làm tăng mật độ => tăng KLR. Ngay cả khi vật chất được thêm vào là một loại vật chất khác (Hình 2.2 A đến 2.2 D).

Khối lương riêng dùng làm gì? KLR dùng làm gì?

1. Nếu bạn biết KLR (D) và thể tích (V) của một chất. Bạn có thể tính được trọng lượng (m) của vật đó
2. Nếu bạn biết KLR (D) và trọng lượng (m) của một chất. Bạn có thể tính được thể tích cần (không gian, vật chứa như hộp, can.vv) để chứa được vật đó.

Ví dụ thực tiễn:

Dưới đây là một số tính toán ví dụ, dựa trên một số nguyên tố và phân tử quan trọng.

1. Tính khối lượng riêng của thủy ngân (Hg) nếu khối lượng của nó là 28 g và thể tích của nó là 2 cm³ .
2. Nếu một khối sắt (Fe) hình vuông có cạnh 2 cm và nặng 64 g. KLR của sắt?
3. KLR của cồn = 0.8 kg / L , vậy 220 Lít cồn nặng bao nhiêu, tính bằng kg?
4. Giả sử, khi bạn mua 32.000 kg cồn tại nhà máy. Vậy bạn cần lựa chọn một xe bồn có thể tích là 34m³, 38m³ hay 40m³ để tối ưu và tiết kiệm chi phí nhất?

Đáp án:

1. Đối với thủy ngân, D = 14 g / cm³. Để có giá trị này, 28g được chia cho 2 cm³ .
2. Đối với sắt, KLR D = 8 g / cm³. Chúng ta đã biết trọng lượng m = 64g. Thể tích là 2 cm x 2cm x 2 cm vì câu hỏi nói rằng đây là một hình vuông. Vậy thể tích là 8 cm³ . Sau đó 64g / 8cm³ đưa chúng ta đến câu trả lời là 8g / cm³ .
3. Tỷ trọng của cồn so với nước là 0.8 kg / L. => KLR của cồn là 0.8 kg / m³ . Để có câu trả lời này, chúng tôi nhân 0.8 kg / L với thể tích (220L) mà chúng tôi quan tâm. Kết quả là 220 Lít cồn nặng 176kg.
4. Câu trả lời của chúng tôi là: 40m³ . Tỷ trọng của cồn so với nước là 0.8 kg / L . => KLR của cồn là 0.8 kg / m³ . Ta có, công thức tính khối lượng riêng của một chất là: D = m/V . Bài toán này chúng ta cần tính đại lượng thể tích bồn chứa (V). Bạn cần chia trọng lượng (m) 32.000 kg cho KLR (D) là 0.8 kg/ m³ . Kết quả là 40.000 Lít (40m³).

Các yếu tố ảnh hưởng đến khối lượng riêng KLR

Khối lượng riêng của một chất thường được đo trong các điều kiện tiêu chuẩn về nhiệt độ và áp suất: 4 ° C và áp suất không khí bằng 1. Một yếu tố ảnh hưởng đến KLR của vật liệu là mức độ tập trung của các nguyên tử (ở Hình 2.2 ta ví dụ là các quả cầu) trong một thể tích nhất định.

4 yếu tố ảnh hưởng đến KLR của một chất là:

1. Trạng thái của vật chất

Trạng thái của vật chất bao gồm thể rắn, lỏng hay khí. Chất rắn thường có tỷ trọng cao hơn chất lỏng và chất khí.

Khối lượng riêng của một vật có thể thay đổi nếu khối lượng hoặc thể tích của vật đó bị thay đổi. Chất lỏng, chẳng hạn như nước, có tỷ trọng nhất định. Nếu một vật đặc hơn nước, nó sẽ chìm, nếu nó ít đặc hơn nước, nó sẽ nổi.

2. Áp suất không khí

Áp suất không khí hoặc áp suất từ ​​một bình chứa có thể thay đổi thể tích và do đó khối lượng riêng của một vật thể. Áp suất ảnh hưởng đến mật độ của ánh nhìn nhiều nhất.

Ví dụ: khối lượng riêng của không khí là 1,225 kg / m³ hoặc 0,001225 g / cm³. Tuy nhiên, khi bị giam giữ trong một quả bóng bay, mật độ có thể lớn hơn nhiều.

Ở một nhiệt độ nhất định và ở áp suất khí quyển, chất rắn và chất lỏng sẽ có thể tích riêng. Bằng cách tăng áp lực lên vật liệu, bạn thường có thể giảm nhẹ thể tích của nó và do đó tăng mật độ của nó.

Thật không may, hầu hết các chất rắn và chất lỏng không dễ dàng nén, vì vậy phương pháp đó không hiệu quả trong việc thay đổi tỷ trọng.

3. Nhiệt độ

Khi nhiệt độ tăng, hầu hết các vật liệu nở ra hoặc tăng thể tích của chúng. Điều này dẫn đến giảm mật độ. Tương tự như vậy, khi nhiệt độ giảm, mật độ thường trở nên lớn hơn.

Ví dụ, ở áp suất khí quyển bình thường, không khí ở 0 ° C có khối lượng riêng là ρ = 1,29 kg / m³. Nhưng ở 10 ° C, khối lượng riêng của không khí là ρ = 1,25 kg / m³, nhỏ hơn một chút.

4. Mức độ tập trung của các nguyên tử của nó.

Các nguyên tử trong một số vật liệu – đặc biệt là chất rắn – được đóng gói chặt chẽ so với các nguyên tử của các vật liệu khác. Do đó, có thể một vật liệu làm từ nguyên tử có số nguyên tử thấp hơn sẽ nặng hơn vật có số nguyên tử cao trong một thể tích nhất định.

Mangan và thiếc:

Một ví dụ điển hình là so sánh các nguyên tố Thiếc và Mangan. Thiếc có số hiệu nguyên tử là 50 và trọng lượng nguyên tử là 118,7 μ, trong khi Mangan là số 25 với trọng lượng nguyên tử là 54,9 μ. Tuy nhiên, Thiếc có tỷ trọng thấp hơn ở mức 7,31 g / cm3, trong khi tỷ trọng của Mangan là 7,43 g / cm3. Nói cách khác, mặc dù trọng lượng nguyên tử Mangan bằng một nửa trọng lượng của Thiếc, nhưng khối lượng riêng của nó lại cao hơn Thiếc.