Aká je hustota vody vo fyzike? Stanovenie hustoty látok
Spomedzi všetkých ostatných látok na planéte Zem majú plyny najnižšiu hustotu. Kvapaliny sa spravidla vyznačujú vyššou hustotou v porovnaní s nimi a maximálnu hodnotu tohto ukazovateľa možno nájsť v tuhých látkach. Napríklad osmium sa považuje za najhustejší kov.
Meranie hustoty
Na meranie hustoty, ako aj iných tematických oblastí, bola prijatá táto koncepcia, špeciálna komplexná jednotka merania, založená na vzťahu hustoty s hmotnosťou a objemom látky. V medzinárodnom systéme meracích jednotiek SI je teda jednotkou používanou na opis hustoty látky kilogram na meter kubický, čo sa zvyčajne označuje ako kg/m³.Zároveň, ak hovoríme o Pre veľmi malé objemy látky, pre ktorú sa má merať hustota, sa používa derivát tejto spoločnej jednotky vyjadrený v gramoch na centimeter kubický. V skrátenej forme sa táto jednotka zvyčajne označuje g/cm³.
V tomto prípade hustota rôzne látky má tendenciu sa meniť v závislosti od teploty: vo väčšine prípadov jej zníženie znamená zvýšenie hustoty látky. Napríklad obyčajný vzduch s teplotou +20 °C má hustotu 1,20 kg/m³, pričom pri poklese teploty na 0 °C sa jeho hustota zvýši na 1,29 kg/m³ a pri ďalšom poklese na -50°C hustota vzduchu dosiahne 1,58 kg/m³. Niektoré látky sú zároveň výnimkou z tohto pravidla, pretože zmena ich hustoty sa neriadi špecifikovaným vzorcom: sem patrí napríklad voda.
Na meranie hustoty látok sa používajú rôzne fyzikálne prístroje. Môžete napríklad merať hustotu kvapaliny pomocou hustomera a na určenie hustoty pevnej alebo plynnej látky môžete použiť pyknometer.
DEFINÍCIA
Hustota je priemerné množstvo látky na jednotku objemu telesa.
Táto suma sa dá určiť rôznymi spôsobmi. Ak hovoríme o počte častíc, potom hovoríme o hustote častíc. Táto hodnota je označená písmenom n. V SI sa meria v m -3. Ak máme na mysli hmotnosť látky, zadajte hustotu hmotnosti. Označuje sa . V Si sa meria v kg/m3. Medzi a n existuje spojenie. Ak teda teleso pozostáva z častíc rovnakého typu, potom
= m× n,
Kde m- hmotnosť jednej častice.
Hustotu hmotnosti možno vypočítať pomocou vzorca:
Tento výraz možno transformovať tak, aby sa získal vzorec pre hmotnosť z hľadiska objemu a hustoty:
Tabuľka 1. Hustoty niektorých látok.
Látka |
Hustota, kg/m3 |
Látka |
Hustota, kg/m3 |
Látky atómového jadra |
|||
Stlačené plyny v strede najhustejších hviezd |
Kvapalný vodík |
||
Vzduch blízko povrchu Zeme |
|||
Vzduch vo výške 20 km |
|||
Stlačené železo v zemskom jadre |
Najvyššie umelé vákuum |
||
(7,6 – 7,8) × 10 3 |
Plyny medzihviezdneho priestoru |
||
Plyny medzigalaktického priestoru |
|||
hliník |
|||
Ľudské telo |
Bez ohľadu na stupeň kompresie ležia hustoty kvapalných a pevných telies vo veľmi úzkom rozmedzí hodnôt (tabuľka 1). Hustoty plynov sa pohybujú vo veľmi širokých medziach. Dôvodom je, že ako v pevné látky a v kvapalinách sú častice tesne vedľa seba. V týchto médiách je vzdialenosť medzi susednými časticami rádovo 1 A a je porovnateľná s veľkosťou atómov a molekúl. Z tohto dôvodu majú pevné látky a kvapaliny veľmi nízku stlačiteľnosť, čo má za následok malý rozdiel v ich hustote. V plynoch je situácia iná. Priemerná vzdialenosť medzi časticami výrazne prevyšuje ich veľkosť. Napríklad pre vzduch v blízkosti zemského povrchu je to 10 2 A. Výsledkom je, že plyny majú vysokú stlačiteľnosť a ich hustota sa môže meniť vo veľmi širokom rozsahu.
Príklady riešenia problémov
PRÍKLAD 1
Cvičenie | Stanovte molárnu koncentráciu a hmotnostný zlomok chloridu sodného v roztoku získanom rozpustením 14,36 g suchej soli v 100 ml vody (hustota roztoku 1,146 g/ml). |
Riešenie | Najprv zistíme hmotnosť riešenia: m roztok = m(NaCl) + m(H20); m(H20) = r(H20) x V(H20); m(H20) = 1 x 100 = 100 g. m roztok = 14,63 + 100 = 114,63 g. Vypočítajme hmotnostný zlomok chloridu sodného v roztoku: w(NaCl) = m(NaCl)/m roztoku; w(NaCl) = 14,63 / 114,63 = 0,1276 (12,76 %). Nájdite objem roztoku a množstvo chloridu sodného v ňom: V roztok = m roztok / r roztok; V roztok = 114,63 / 1,146 = 100 ml = 0,1 l. n(NaCl) = m(NaCl)/M(NaCl); M(NaCl) = Ar(Na) + Ar(Cl) = 23 + 35,5 = 58,5 g/mol; n(NaCl) = 14,63 / 58,5 = 0,25 mol. Potom sa molárna koncentrácia roztoku chloridu sodného vo vode bude rovnať: C(NaCl) = n(NaCl)/V roztok; C(NaCl) = 0,25 / 0,1 = 2,5 mol/l. |
Odpoveď | Hmotnostný podiel chloridu sodného v roztoku je 12,76 % a molárna koncentrácia roztoku chloridu sodného vo vode je 2,5 mol/l. |
PRÍKLAD 2
Cvičenie | Aká hmotnosť síran meďnatý možno získať odparením 300 ml roztoku síranu meďnatého s hmotnostným podielom síranu meďnatého 15 % a hustotou 1,15 g/ml? |
Riešenie | Poďme nájsť hmotnosť riešenia: m roztok = V roztok ×r roztok ; m roztok = 300 x 1,15 = 345 g. Vypočítajme hmotnosť rozpusteného síranu meďnatého: w(CuS04) = m(CuS04)/m roztoku; m(CuS04) = m roztok xw(CuS04); m(CuS04) = 345 x 0,15 = 51,75 g. Stanovme množstvo látky síranu meďnatého: n(CuS04) = m(CuS04)/M(CuS04); M(CuS04) = Ar(Cu) + Ar(S) + 4 x Ar(0) = 64 + 32 + 4 x 16 = 98 + 64 = 160 g/mol; n(CuS04) = 51,75/160 = 0,3234 mol. Jeden mól síranu meďnatého (CuSO 4 × 5H 2 O) obsahuje 1 mól síranu meďnatého, preto n(CuSO 4) = n(CuSO 4 × 5H 2 O) = 0,3234 mol. Poďme zistiť hmotnosť síranu meďnatého: m (CuS04 x 5H20) = n (CuS04 x 5H20) x M (CuS04 x 5H20); M(CuS04 x 5H20) = M(CuS04) + 5 x M(H20); M(H20) = 2 x Ar(H) + Ar(0) = 2 x 1 + 16 = 2 + 16 = 18 g/mol; M(CuS04 x 5H20) = 160 + 5 x 18 = 160 + 90 = 250 g/mol; m (CuS04 x 5H20) = 0,3234 x 250 = 80,85 g. |
Odpoveď | Hmotnosť síranu meďnatého je 80,85 g. |
Pre najbežnejšie kvapaliny je uvedená tabuľka hustoty kvapalín pri rôznych teplotách a atmosférickom tlaku. Hodnoty hustoty v tabuľke zodpovedajú uvedeným teplotám, je povolená interpolácia údajov.
Mnohé látky môžu byť v kvapalnom stave. Kvapaliny sú látky rôzneho pôvodu a zloženia, ktoré majú tekutosť, sú schopné meniť svoj tvar pod vplyvom určitých síl. Hustota kvapaliny je pomer hmotnosti kvapaliny k objemu, ktorý zaberá.
Pozrime sa na príklady hustoty niektorých kvapalín. Prvá látka, ktorá vám napadne, keď počujete slovo „kvapalina“, je voda. A to nie je vôbec náhodné, pretože voda je najbežnejšou látkou na planéte, a preto ju možno brať ako ideál.
Rovná sa 1 000 kg/m 3 pre destilovanú a 1 030 kg/m 3 pre morskú vodu. Keďže táto hodnota úzko súvisí s teplotou, stojí za zmienku, že táto „ideálna“ hodnota bola získaná pri +3,7 °C. Hustota vriacej vody bude o niečo menšia - rovná sa 958,4 kg / m 3 pri 100 ° C. Keď sa kvapaliny zahrievajú, ich hustota zvyčajne klesá.
Hustota vody má podobnú hodnotu ako rôzne potravinárske výrobky. Ide o produkty ako: octový roztok, víno, 20% smotana a 30% kyslá smotana. Niektoré výrobky sú hustejšie, napríklad vaječný žĺtok - jeho hustota je 1042 kg / m3. Hustejšie ako voda sú: ananásová šťava - 1084 kg/m3, hroznová šťava - až 1361 kg/m3, pomarančová šťava - 1043 kg/m3, Coca-Cola a pivo - 1030 kg/m3.
Mnohé látky sú menej husté ako voda. Napríklad alkoholy sú oveľa ľahšie ako voda. Takže hustota je 789 kg / m3, butyl - 810 kg / m3, metyl - 793 kg / m3 (pri 20 ° C). Vybrané druhy palivá a oleje majú ešte viac nízke hodnoty hustota: olej - 730-940 kg/m3, benzín - 680-800 kg/m3. Hustota petroleja je asi 800 kg/m3, - 879 kg/m3, vykurovacieho oleja - až 990 kg/m3.
Kvapalina | teplota, °C |
Hustota kvapaliny, kg/m3 |
---|---|---|
anilín | 0…20…40…60…80…100…140…180 | 1037…1023…1007…990…972…952…914…878 |
(GOST 159-52) | -60…-40…0…20…40…80…120 | 1143…1129…1102…1089…1076…1048…1011 |
Acetón C3H60 | 0…20 | 813…791 |
Slepačí vaječný bielok | 20 | 1042 |
20 | 680-800 | |
7…20…40…60 | 910…879…858…836 | |
bróm | 20 | 3120 |
Voda | 0…4…20…60…100…150…200…250…370 | 999,9…1000…998,2…983,2…958,4…917…863…799…450,5 |
Morská voda | 20 | 1010-1050 |
Voda je ťažká | 10…20…50…100…150…200…250 | 1106…1105…1096…1063…1017…957…881 |
vodka | 0…20…40…60…80 | 949…935…920…903…888 |
Fortifikované víno | 20 | 1025 |
Suché víno | 20 | 993 |
Plynový olej | 20…60…100…160…200…260…300 | 848…826…801…761…733…688…656 |
20…60…100…160…200…240 | 1260…1239…1207…1143…1090…1025 | |
GTF (chladiaca kvapalina) | 27…127…227…327 | 980…880…800…750 |
Dauterm | 20…50…100…150…200 | 1060…1036…995…953…912 |
Kurací vaječný žĺtok | 20 | 1029 |
Carboran | 27 | 1000 |
20 | 802-840 | |
Kyselina dusičná HNO 3 (100%) | -10…0…10…20…30…40…50 | 1567…1549…1531…1513…1495…1477…1459 |
Kyselina palmitová C16H3202 (konc.) | 62 | 853 |
Kyselina sírová H2SO4 (konc.) | 20 | 1830 |
Kyselina chlorovodíková HCl (20%) | 20 | 1100 |
Kyselina octová CH 3 COOH (konc.) | 20 | 1049 |
Cognac | 20 | 952 |
Kreozot | 15 | 1040-1100 |
37 | 1050-1062 | |
Xylén C8H10 | 20 | 880 |
Síran meďnatý (10%) | 20 | 1107 |
Síran meďnatý (20%) | 20 | 1230 |
Čerešňový likér | 20 | 1105 |
Palivový olej | 20 | 890-990 |
Arašidové maslo | 15 | 911-926 |
Strojový olej | 20 | 890-920 |
Motorový olej T | 20 | 917 |
Olivový olej | 15 | 914-919 |
(rafinovaný) | -20…20…60…100…150 | 947…926…898…871…836 |
Med (dehydrovaný) | 20 | 1621 |
Metylacetát CH3COOCH 3 | 25 | 927 |
20 | 1030 | |
Kondenzované mlieko s cukrom | 20 | 1290-1310 |
naftalén | 230…250…270…300…320 | 865…850…835…812…794 |
Olej | 20 | 730-940 |
Sušiaci olej | 20 | 930-950 |
Rajčinová pasta | 20 | 1110 |
Uvarená melasa | 20 | 1460 |
Škrobový sirup | 20 | 1433 |
PUB | 20…80…120…200…260…340…400 | 990…961…939…883…837…769…710 |
Pivo | 20 | 1008-1030 |
PMS-100 | 20…60…80…100…120…160…180…200 | 967…934…917…901…884…850…834…817 |
PES-5 | 20…60…80…100…120…160…180…200 | 998…971…957…943…929…902…888…874 |
Jablkový pretlak | 0 | 1056 |
(10 %) | 20 | 1071 |
Riešenie stolová soľ vo vode (20%) | 20 | 1148 |
Cukrový roztok vo vode (nasýtený) | 0…20…40…60…80…100 | 1314…1333…1353…1378…1405…1436 |
Merkúr | 0…20…100…200…300…400 | 13596…13546…13350…13310…12880…12700 |
Sirouhlík | 0 | 1293 |
Silikón (dietylpolysiloxán) | 0…20…60…100…160…200…260…300 | 971…956…928…900…856…825…779…744 |
Jablkový sirup | 20 | 1613 |
Terpentín | 20 | 870 |
(obsah tuku 30-83%) | 20 | 939-1000 |
Živica | 80 | 1200 |
Uhľový decht | 20 | 1050-1250 |
pomarančový džús | 15 | 1043 |
Hroznový džús | 20 | 1056-1361 |
Grapefruitový džús | 15 | 1062 |
Paradajkový džús | 20 | 1030-1141 |
jablkový džús | 20 | 1030-1312 |
Amylalkohol | 20 | 814 |
Butylalkohol | 20 | 810 |
Izobutylalkohol | 20 | 801 |
Izopropylalkohol | 20 | 785 |
Metylalkohol | 20 | 793 |
Propylalkohol | 20 | 804 |
Etylalkohol C2H5OH | 0…20…40…80…100…150…200 | 806…789…772…735…716…649…557 |
Zliatina sodíka a draslíka (25 % Na) | 20…100…200…300…500…700 | 872…852…828…803…753…704 |
Zliatina olova a bizmutu (45 % Pb) | 130…200…300…400…500..600…700 | 10570…10490…10360…10240…10120..10000…9880 |
kvapalina | 20 | 1350-1530 |
Srvátka | 20 | 1027 |
Tetrakrezyloxysilán (CH3C6H40)4Si | 10…20…60…100…160…200…260…300…350 | 1135…1128…1097…1064…1019…987…936…902…858 |
Tetrachlórbifenyl C12H6Cl4 (arochlor) | 30…60…150…250…300 | 1440…1410…1320…1220…1170 |
0…20…50…80…100…140 | 886…867…839…810…790…744 | |
Dieselové palivo | 20…40…60…80…100 | 879…865…852…838…825 |
Palivo do karburátora | 20 | 768 |
Motorové palivo | 20 | 911 |
RT palivo | 836…821…792…778…764…749…720…692…677…648 | |
Palivo T-1 | -60…-40…0…20…40…60…100…140…160…200 | 867…853…824…819…808…795…766…736…720…685 |
Palivo T-2 | -60…-40…0…20…40…60…100…140…160…200 | 824…810…781…766…752…745…709…680…665…637 |
Palivo T-6 | -60…-40…0…20…40…60…100…140…160…200 | 898…883…855…841…827…813…784…756…742…713 |
Palivo T-8 | -60…-40…0…20…40…60…100…140…160…200 | 847…833…804…789…775…761…732…703…689…660 |
Palivo TS-1 | -60…-40…0…20…40…60…100…140…160…200 | 837…823…794…780…765…751…722…693…879…650 |
chlorid uhličitý (CTC) | 20 | 1595 |
Urotopín C6H12N2 | 27 | 1330 |
Fluórbenzén | 20 | 1024 |
Chlórbenzén | 20 | 1066 |
Etylacetát | 20 | 901 |
Etylbromid | 20 | 1430 |
Etyljodid | 20 | 1933 |
Etylchlorid | 0 | 921 |
Éter | 0…20 | 736…720 |
Harpius Éter | 27 | 1100 |
Kvapaliny s nízkou hustotou sú: terpentín 870 kg/m 3,
DEFINÍCIA
Hmotnosť je skalár fyzikálne množstvo, charakterizujúce zotrvačné a gravitačné vlastnosti telies.
Každé telo „odoláva“ pokusom zmeniť to. Táto vlastnosť telies sa nazýva zotrvačnosť. Takže napríklad vodič nemôže okamžite zastaviť auto, keď vidí chodca, ktorý náhle vyskočí na cestu pred ním. Z rovnakého dôvodu je ťažké presunúť skriňu alebo pohovku. Pod rovnakým vplyvom okolitých telies môže jedno teleso rýchlo meniť svoju rýchlosť, zatiaľ čo iné sa za rovnakých podmienok môže meniť oveľa pomalšie. O druhom tele sa hovorí, že je inertnejšie alebo má väčšiu hmotnosť.
Mierou zotrvačnosti telesa je teda jeho zotrvačná hmotnosť. Ak dve telesá na seba vzájomne pôsobia, potom sa v dôsledku toho mení rýchlosť oboch telies, t.j. v procese interakcie obe telesá získavajú .
Pomer akceleračných modulov interagujúcich telies sa rovná inverznému pomeru ich hmotností:
Mierou gravitačnej interakcie je gravitačná hmotnosť.
Experimentálne sa zistilo, že zotrvačné a gravitačné hmotnosti sú navzájom úmerné. Voľbou koeficientu úmernosti rovnej jednotke hovoria o rovnosti zotrvačnej a gravitačnej hmotnosti.
V sústave SI Jednotkou hmotnosti je kg.
Hmota má nasledujúce vlastnosti:
- hmotnosť je vždy kladná;
- hmotnosť sústavy telies sa vždy rovná súčtu hmotností každého z telies zahrnutých v sústave (vlastnosť aditívnosti);
- v rámci hmotnosť nezávisí od povahy a rýchlosti pohybu tela (vlastnosť invariantnosti);
- hmotnosť uzavretej sústavy sa zachováva pri akýchkoľvek interakciách telies sústavy navzájom (zákon zachovania hmotnosti).
Hustota látok
Hustota telesa je hmotnosť na jednotku objemu:
Jednotka hustota v sústave SI kg/m .
Rôzne látky majú rôznu hustotu. Hustota látky závisí od hmotnosti atómov, z ktorých sa skladá, a od hustoty zloženia atómov a molekúl v látke. Čím väčšia je hmotnosť atómov, tým väčšia je hustota látky. V rôznych stavov agregácie Hustota balenia atómov látky je rôzna. V pevných látkach sú atómy veľmi tesne zbalené, takže látky v pevnom stave majú najvyššiu hustotu. V kvapalnom stave sa hustota látky výrazne nelíši od jej hustoty v pevnom stave, pretože hustota zloženia atómov je stále vysoká. V plynoch sú molekuly navzájom slabo viazané a vzďaľujú sa od seba na veľké vzdialenosti; hustota balenia atómov v plynnom stave je veľmi nízka, preto majú látky v tomto stave najnižšiu hustotu.
Na základe údajov z astronomických pozorovaní bola určená priemerná hustota hmoty vo vesmíre. Výsledky výpočtu naznačujú, že vesmír je v priemere extrémne riedky. Ak hmotu „roztiahneme“ po celom objeme našej Galaxie, potom sa priemerná hustota hmoty v nej bude rovnať približne 0,000 000 000 000 000 000 000 000 5 g/cm 3 . Priemerná hustota hmoty vo vesmíre je približne šesť atómov na meter kubický.
Príklady riešenia problémov
PRÍKLAD 1
Cvičenie | Liatinová guľa s objemom 125 cm má hmotnosť 800 g Je táto guľa plná alebo dutá? |
Riešenie | Vypočítajme hustotu lopty pomocou vzorca: Preveďme jednotky do sústavy SI: objem cm m; hmotnosť g kg. Hustota liatiny je podľa tabuľky 7000 kg/m3. Keďže hodnota, ktorú sme získali, je menšia ako tabuľková hodnota, guľa je dutá. |
Odpoveď | Lopta je dutá. |
PRÍKLAD 2
Cvičenie | Pri havárii tankera sa v zálive vytvorila škvrna s priemerom 640 m a priemernou hrúbkou 208 cm Koľko ropy bolo v mori, ak jej hustota bola 800 kg/m? |
Riešenie | Za predpokladu, že ropná škvrna je okrúhla, určíme jej plochu: Berúc do úvahy skutočnosť, že Objem olejovej vrstvy sa rovná súčinu hladkej plochy a jej hrúbky: Hustota oleja: odkiaľ sa vzala masa rozliateho oleja: Jednotky prevedieme do sústavy SI: priemerná hrúbka cm m. |
Odpoveď | V mori bol kilogram ropy. |
PRÍKLAD 3
Cvičenie | Zliatinu tvorí cín s hmotnosťou 2,92 kg a olovo s hmotnosťou 1,13 kg. Aká je hustota zliatiny? |
Riešenie | Hustota zliatiny: |
V mnohých odvetviach priemyselnej výroby, ako aj v stavebníctve a poľnohospodárstvo Používa sa pojem „hustota materiálu“. Toto je vypočítané množstvo, ktoré je pomerom hmotnosti látky k objemu, ktorý zaberá. So znalosťou tohto parametra, napríklad pre betón, môžu stavitelia vypočítať požadované množstvo to pri nalievaní rôzne železobetónové konštrukcie: stavebné bloky, stropy, monolitické steny, stĺpy, ochranné sarkofágy, bazény, brány a iné predmety.
Ako určiť hustotu
Je dôležité poznamenať, že pri určovaní hustoty stavebné materiály, môžete použiť špeciálne referenčné tabuľky, ktoré udávajú tieto hodnoty pre rôzne látky. Boli vyvinuté aj výpočtové metódy a algoritmy, ktoré umožňujú získať takéto údaje v praxi, ak nie je prístup k referenčným materiálom.
Hustota je určená:
- tekuté telesá s hustomerným zariadením (napríklad známy proces merania parametrov elektrolytu autobatérie);
- tuhé a kvapalné látky pomocou vzorca so známymi počiatočnými údajmi o hmotnosti a objeme.
Všetky nezávislé výpočty budú mať samozrejme nepresnosti, pretože je ťažké spoľahlivo určiť objem, ak má telo nepravidelný tvar.
Chyby v meraní hustoty
- Chyba je systematická. Objavuje sa neustále alebo sa môže meniť podľa určitého zákona v procese niekoľkých meraní toho istého parametra. Súvisí s chybou mierky prístroja, nízka sadzba citlivosť zariadenia alebo stupeň presnosti výpočtových vzorcov. Takže napríklad určením telesnej hmotnosti pomocou váh a ignorovaním účinku vztlakovej sily sa údaje získajú približné.
- Chyba je náhodná. Je to spôsobené prichádzajúcimi dôvodmi a má odlišný vplyv na spoľahlivosť určovaných údajov. Zmena teploty životné prostredie, atmosférický tlak, vibrácie miestnosti, neviditeľné žiarenie a vibrácie vzduchu – to všetko sa odráža v meraniach. Nie je možné úplne sa vyhnúť takémuto vplyvu.
- Chyba pri zaokrúhľovaní hodnôt. Pri získavaní prechodných údajov vo výpočtoch vzorca majú čísla často za desatinnou čiarkou veľa platných číslic. Potreba obmedziť počet týchto znakov znamená výskyt chyby. Túto nepresnosť možno čiastočne znížiť tým, že sa v medzivýpočtoch ponechá o niekoľko rádov viac čísel, než vyžaduje konečný výsledok.
- Chyby z nedbanlivosti (chyby) vznikajú v dôsledku chybných výpočtov, nesprávneho zahrnutia limitov merania alebo zariadenia ako celku, nečitateľnosti kontrolných záznamov. Takto získané údaje sa môžu výrazne líšiť od podobne vykonaných výpočtov. Preto by mali byť odstránené a práca vykonaná znova.
Skutočné meranie hustoty
Pri zvažovaní hustoty stavebného materiálu musíte vziať do úvahy jeho skutočnú hodnotu. To znamená, keď štruktúra látky jednotkového objemu neobsahuje škrupiny, dutiny a cudzie inklúzie. V praxi neexistuje absolútna rovnomernosť, keď sa napríklad betón naleje do formy. Na určenie jeho skutočnej sily, ktorá priamo závisí od hustoty materiálu, sa vykonávajú tieto operácie:
- Štruktúra je rozdrvená do práškového stavu. V tomto štádiu sú póry odstránené.
- Vysušte pri teplotách nad 100 stupňov a odstráňte všetku zvyšnú vlhkosť zo vzorky.
- Ochlaďte na teplotu miestnosti a preosejte cez jemné sito s veľkosťou ôk 0,20 x 0,20 mm, čím sa získa rovnomernosť prášku.
- Výsledná vzorka sa odváži na elektronickej váhe vysoká presnosť. Objem sa vypočíta v objemovom metre ponorením do kvapalnej štruktúry a meraním vytlačenej kvapaliny (pyknometrická analýza).
Výpočet sa vykonáva podľa vzorca:
kde m je hmotnosť vzorky vg;
V je objemová hodnota v cm3.
Často sa používa meranie hustoty v kg/m 3 .
Priemerná hustota materiálu
Určiť, ako sa správajú stavebné materiály reálnych podmienkach prevádzka pod vplyvom vlhkosti, pozitívnych a negatívnych teplôt, mechanického zaťaženia, musíte použiť priemernú hustotu. Charakterizuje to fyzický stav materiálov.
Ak je skutočná hustota konštantná hodnota a závisí len od chemické zloženie a štruktúru kryštálovej mriežky látky, potom je priemerná hustota určená pórovitosťou štruktúry. Predstavuje pomer hmotnosti materiálu v homogénnom stave k objemu obývaného priestoru v prirodzených podmienkach.
Priemerná hustota dáva inžinierovi predstavu o mechanickej pevnosti, rýchlosti absorpcie vlhkosti, koeficientu tepelnej vodivosti a ďalších dôležitých faktoroch použitých pri konštrukcii prvkov.
Pojem objemová hmotnosť
Zavedené na analýzu sypkých stavebných materiálov (piesok, štrk, keramzit atď.). Ukazovateľ je dôležitý pre výpočet nákladovo efektívneho použitia určitých zložiek stavebnej zmesi. Ukazuje pomer hmotnosti látky k objemu, ktorý zaberá v stave voľnej štruktúry.
Napríklad, ak je známy zrnitý tvar materiálu a priemerná hustota zŕn, potom je ľahké určiť parameter pórovitosti. Pri výrobe betónu je vhodnejšie použiť plnivo (štrk, drvený kameň, piesok), ktoré má menšiu pórovitosť sušiny, pretože na jeho vyplnenie sa použije základný cementový materiál, čo zvýši náklady.
Indikátory hustoty niektorých materiálov
Ak vezmeme vypočítané údaje z niektorých tabuliek, potom v nich:
- materiály obsahujúce oxidy vápnika, kremíka a hliníka sa pohybujú od 2400 do 3100 kg na m3.
- Dreviny na báze celulózy - 1550 kg na m3.
- Organické látky (uhlík, kyslík, vodík) - 800-1400 kg na m3.
- Kovy: oceľ - 7850, hliník - 2700, olovo - 11300 kg na m3.
O moderné technológie Pri výstavbe budov je ukazovateľ hustoty materiálu dôležitý z hľadiska pevnosti nosných konštrukcií. Všetky funkcie tepelnej izolácie a izolácie proti vlhkosti vykonávajú materiály s nízkou hustotou so štruktúrou uzavretých buniek.