როგორია სიმკვრივის გამოთვლის ფორმულა. როგორ განვსაზღვროთ წყლის სიმკვრივე

ჩვენს ირგვლივ ყველაფერი სხვადასხვა ნივთიერებისგან შედგება. გემები და აბანოები ხისგანაა ნაგები, უთოები და დასაკეცი საწოლები რკინისაგან, საბურავები ბორბლებზე და საშლელები ფანქრებზე დამზადებულია რეზინისგან. სხვადასხვა ნივთს კი სხვადასხვა წონა აქვს – ნებისმიერი ჩვენგანი მარკეტიდან წვნიან მწიფე ნესვს ადვილად გამოიტანს, მაგრამ იმავე ზომის წონაზე ოფლი მოგიწევთ.

ყველას ახსოვს ცნობილი ხუმრობა: „რა არის უფრო რთული? კილოგრამი ფრჩხილები თუ კილოგრამი ფუმფულა? ამ ბავშვურ ხრიკს აღარ ჩავვარდებით, ვიცით, რომ ორივეს წონა ერთნაირი იქნება, მაგრამ მოცულობა საგრძნობლად განსხვავებული იქნება. მაშ რატომ ხდება ეს? რატომ აქვს სხვადასხვა სხეულს და ნივთიერებას განსხვავებული წონა ერთი და იგივე ზომისთვის? თუ პირიქით, იგივე წონა სხვადასხვა ზომის? ცხადია, არის რაღაც მახასიათებელი, რაც ნივთიერებებს ერთმანეთისგან ასე განსხვავებულს ხდის. ფიზიკაში ამ მახასიათებელს მატერიის სიმკვრივეს უწოდებენ და მეშვიდე კლასში გადადის.

მატერიის სიმკვრივე: განმარტება და ფორმულა

ნივთიერების სიმკვრივის განმარტება ასეთია: სიმკვრივე გვიჩვენებს, თუ რამის ტოლია ნივთიერების მასა ერთეულ მოცულობაში, მაგალითად, ერთ კუბურ მეტრში. ასე რომ, წყლის სიმკვრივეა 1000 კგ/მ3, ხოლო ყინული - 900 კგ/მ3, რის გამოც ყინული უფრო მსუბუქია და ზამთარში ზევით მდებარეობს წყალსაცავებზე. ანუ რას გვიჩვენებს ამ შემთხვევაში მატერიის სიმკვრივე? ყინულის სიმკვრივე 900 კგ/მ3-ის ტოლია, ნიშნავს, რომ ყინულის კუბი 1 მეტრიანი გვერდებით იწონის 900 კგ-ს. და ნივთიერების სიმკვრივის განსაზღვრის ფორმულა ასეთია: სიმკვრივე \u003d მასა / მოცულობა. ამ გამოთქმაში შემავალი სიდიდეები აღინიშნება შემდეგნაირად: მასა - m, სხეულის მოცულობა -V, ხოლო სიმკვრივე აღინიშნება ასო ρ (ბერძნული ასო "ro"). და ფორმულა შეიძლება დაიწეროს შემდეგნაირად:

როგორ გავიგოთ ნივთიერების სიმკვრივე

როგორ მოვძებნოთ ან გამოვთვალოთ ნივთიერების სიმკვრივე? ამისათვის თქვენ უნდა იცოდეთ სხეულის მოცულობა და წონა. ანუ გავზომოთ ნივთიერება, ავწონოთ და შემდეგ უბრალოდ ჩავანაცვლოთ მიღებული მონაცემები ფორმულაში და ვიპოვოთ საჭირო მნიშვნელობა. და როგორ იზომება ნივთიერების სიმკვრივე, ფორმულიდან ნათელია. იგი იზომება კილოგრამებში კუბურ მეტრზე. ზოგჯერ ისინი ასევე იყენებენ ისეთ მნიშვნელობას, როგორიცაა გრამი კუბურ სანტიმეტრზე. ერთი მნიშვნელობის მეორეზე გადაყვანა ძალიან მარტივია. 1 გ = 0,001 კგ და 1 სმ3 = 0,000001 მ3. შესაბამისად, 1 გ / (სმ) ^ 3 \u003d 1000 კგ / მ ^ 3. ასევე უნდა გვახსოვდეს, რომ ნივთიერების სიმკვრივე განსხვავებულია აგრეგაციის სხვადასხვა მდგომარეობაში. ანუ მყარი, თხევადი ან აირისებრი. მყარი ნივთიერებების სიმკვრივე, ყველაზე ხშირად, უფრო მაღალია, ვიდრე სითხეების სიმკვრივე და ბევრად აღემატება აირების სიმკვრივეს. ჩვენთვის ალბათ ძალიან სასარგებლო გამონაკლისია წყალი, რომელიც, როგორც უკვე განვიხილეთ, მყარ მდგომარეობაში უფრო ნაკლებს იწონის, ვიდრე თხევადში. სწორედ წყლის ამ უცნაური თვისების გამოა შესაძლებელი დედამიწაზე სიცოცხლე. ჩვენს პლანეტაზე სიცოცხლე, მოგეხსენებათ, ოკეანეებიდან წარმოიშვა. და თუ წყალი მოიქცეოდა ისევე, როგორც ყველა სხვა ნივთიერება, მაშინ ზღვებში და ოკეანეებში წყალი გაიყინებოდა, ყინული, რომელიც წყალზე მძიმე იყო, ჩაიძირებოდა ფსკერზე და იქ იწვა, რომ არ დნებოდა. და მხოლოდ ეკვატორზე წყლის პატარა სვეტში იარსებებს სიცოცხლე რამდენიმე სახის ბაქტერიის სახით. ასე რომ, ჩვენ შეგვიძლია მადლობა ვუთხრათ წყალს იმისთვის, რომ ჩვენ ვარსებობთ.

სიმჭიდროვე- ნივთიერების ფიზიკური თვისებების დამახასიათებელი ფიზიკური სიდიდე, რომელიც უდრის სხეულის მასის თანაფარდობას ამ სხეულის მიერ დაკავებულ მოცულობასთან.

სიმკვრივე (ერთგვაროვანი სხეულის სიმკვრივე ან არაჰომოგენური სხეულის საშუალო სიმკვრივე) შეიძლება გამოითვალოს ფორმულის გამოყენებით:

[ρ] = კგ/მ³; [მ] = კგ; [V] = მ³.

სად მ- სხეულის მასა, ვ- მისი მოცულობა; ფორმულა მხოლოდ მათემატიკური განმარტებაა ტერმინი „სიმკვრივე“.

ყველა ნივთიერება შედგება მოლეკულებისგან, ამიტომ ნებისმიერი სხეულის მასა შედგება მისი მოლეკულების მასებისგან. ეს ჰგავს იმას, თუ როგორ ემატება კანფეტების მასა ტომარაში არსებული ყველა ტკბილეულის მასისგან. თუ ყველა ტკბილეული ერთნაირია, მაშინ კანფეტების ტომრის მასა შეიძლება განისაზღვროს ერთი კანფეტის მასის ტომარაში კანფეტების რაოდენობაზე გამრავლებით.

სუფთა ნივთიერების მოლეკულები იგივეა. მაშასადამე, წყლის წვეთების მასა უდრის ერთი წყლის მოლეკულის მასისა და წვეთში მოლეკულების რაოდენობის ნამრავლს.

ნივთიერების სიმკვრივე გვიჩვენებს, თუ რას უდრის ამ ნივთიერების 1 მ³ მასა.

წყლის სიმკვრივეა 1000 კგ/მ³, რაც ნიშნავს, რომ 1 მ³ წყლის მასა არის 1000 კგ. ეს რიცხვი შეიძლება მივიღოთ ერთი მოლეკულის წყლის მასის გამრავლებით მოლეკულების რაოდენობაზე, რომელიც შეიცავს მისი მოცულობის 1 მ³.
ყინულის სიმკვრივეა 900 კგ/მ³, რაც ნიშნავს, რომ ყინულის 1 მ³ მასა არის 900 კგ.
ზოგჯერ გამოიყენება სიმკვრივის ერთეული გ/სმ³, ასე რომ შეგვიძლია ვთქვათყინულის 1 სმ³ მასა არის 0,9 გ.

თითოეული ნივთიერება იკავებს გარკვეულ მოცულობას. და შეიძლება ასე აღმოჩნდეს ორი სხეულის მოცულობა ტოლიადა მათი მასები განსხვავებულია. ამ შემთხვევაში ამბობენ, რომ ამ ნივთიერებების სიმკვრივე განსხვავებულია.


ასევე ორი სხეულის თანაბარი მასითმათი მოცულობა განსხვავებული იქნება. მაგალითად, ყინულის მოცულობა თითქმის 9-ჯერ აღემატება რკინის ბარის მოცულობას.

ნივთიერების სიმკვრივე დამოკიდებულია მის ტემპერატურაზე.

ტემპერატურის მატებასთან ერთად, სიმკვრივე ჩვეულებრივ მცირდება. ეს გამოწვეულია თერმული გაფართოებით, როდესაც მოცულობა იზრდება მუდმივი მასით.

ტემპერატურის კლებასთან ერთად სიმკვრივე იზრდება. მიუხედავად იმისა, რომ არსებობს ნივთიერებები, რომელთა სიმკვრივე განსხვავებულად იქცევა გარკვეულ ტემპერატურულ დიაპაზონში. მაგალითად, წყალი, ბრინჯაო, თუჯის. ამრიგად, წყლის სიმკვრივეს აქვს მაქსიმალური მნიშვნელობა 4 °C-ზე და მცირდება როგორც ტემპერატურის მატებასთან, ისე შემცირებით ამ მნიშვნელობასთან შედარებით.

როდესაც აგრეგაციის მდგომარეობა იცვლება, ნივთიერების სიმკვრივე მკვეთრად იცვლება: სიმკვრივე იზრდება აირისებური მდგომარეობიდან თხევად მდგომარეობაში გადასვლისას და სითხის გამაგრებისას. წყალი, სილიციუმი, ბისმუტი და ზოგიერთი სხვა ნივთიერება გამონაკლისია ამ წესიდან, რადგან გამაგრებისას მათი სიმკვრივე მცირდება.

Პრობლემის გადაჭრა

დავალება ნომერი 1.
მართკუთხა ლითონის ფირფიტა 5სმ სიგრძით,3სმ სიგანით და 5მმ სისქით აქვს 85გრ მასა რა მასალისგან შეიძლება დამზადდეს?

ფიზიკური პრობლემის ანალიზი.ამ კითხვაზე პასუხის გასაცემად აუცილებელია იმ ნივთიერების სიმკვრივის დადგენა, საიდანაც ფირფიტა მზადდება. შემდეგ, სიმკვრივის ცხრილის გამოყენებით, დაადგინეთ, რომელ ნივთიერებას შეესაბამება ნაპოვნი სიმკვრივის მნიშვნელობა. ამ პრობლემის გადაჭრა შესაძლებელია მოცემულ ერთეულებში (ანუ SI-ზე გადაყვანის გარეშე).

დავალება ნომერი 2.
სპილენძის ბურთი 200 სმ 3 მოცულობით აქვს 1,6 კგ. დაადგინეთ ბურთი მყარია თუ ცარიელი. თუ სფერო ცარიელია, მაშინ განსაზღვრეთ ღრუს მოცულობა.

ფიზიკური პრობლემის ანალიზი.თუ სპილენძის მოცულობა ნაკლებია ბურთის V თაფლის მოცულობაზე

დავალება ნომერი 3.
კონტეინერი, რომელიც იტევს 20 კგ წყალს, ივსება ბენზინით. განსაზღვრეთ ბენზინის მასა კონტეინერში.

ფიზიკური პრობლემის ანალიზი.ბოთლში ბენზინის მასის დასადგენად უნდა ვიპოვოთ ბენზინის სიმკვრივე და კასრის მოცულობა, რომელიც უდრის წყლის მოცულობას. წყლის მოცულობა განისაზღვრება მისი მასით და სიმკვრივით. ცხრილში ვხვდებით წყლისა და ბენზინის სიმკვრივეს. უმჯობესია პრობლემის გადაჭრა SI ერთეულებში.

დავალება ნომერი 4.
შენადნობი მზადდებოდა 800 სმ 3 კალის და 100 სმ 3 ტყვიისგან. როგორია მისი სიმკვრივე? რა არის კალის და ტყვიის მასის თანაფარდობა შენადნობაში?

ჩვენს ირგვლივ არსებული სხეულები შედგება სხვადასხვა ნივთიერებისაგან: რკინა, ხის, რეზინი და ა.შ. ნებისმიერი სხეულის მასა დამოკიდებულია არა მხოლოდ მის ზომაზე, არამედ იმ ნივთიერებაზეც, რომლისგანაც იგი შედგება. ერთი და იგივე მოცულობის სხეულებს, რომლებიც შედგება სხვადასხვა ნივთიერებისგან, აქვთ განსხვავებული მასა. მაგალითად, სხვადასხვა ნივთიერების ორი ცილინდრის აწონვით - ალუმინის და ტყვიის, დავინახავთ, რომ ალუმინის მასა ტყვიის ცილინდრის მასაზე ნაკლებია.

ამავე დროს, იგივე მასის მქონე სხეულებს, რომლებიც შედგება სხვადასხვა ნივთიერებისგან, აქვთ განსხვავებული მოცულობა. ასე რომ, 1 ტ მასის რკინის ზოლი იკავებს 0,13 მ 3 მოცულობას, ხოლო ყინული 1 ტ მასით - 1,1 მ 3 მოცულობას. ყინულის მოცულობა თითქმის 9-ჯერ აღემატება რკინის ბარის მოცულობას. ანუ სხვადასხვა ნივთიერებას შეიძლება ჰქონდეს განსხვავებული სიმკვრივე.

აქედან გამომდინარეობს, რომ ერთი და იგივე მოცულობის მქონე სხეულებს, რომლებიც შედგება სხვადასხვა ნივთიერებისგან, აქვთ განსხვავებული მასა.

სიმკვრივე გვიჩვენებს, რა არის ნივთიერების მასა, რომელიც აღებულია გარკვეულ მოცულობაში. ანუ, თუ სხეულის მასა და მოცულობა ცნობილია, სიმკვრივის დადგენა შესაძლებელია. ნივთიერების სიმკვრივის დასადგენად აუცილებელია სხეულის მასის გაყოფა მოცულობით.

ერთი და იგივე ნივთიერების სიმკვრივე მყარ, თხევად და აირისებრ მდგომარეობებში განსხვავებულია.

ზოგიერთი მყარი, სითხე და აირის სიმკვრივე მოცემულია ცხრილებში.

ზოგიერთი მყარი ნივთიერების სიმკვრივე (ნორმალური ატმ. წნევა, t = 20 ° C).

Მყარი

ρ , კგ / მ 3

ρ გ/სმ 3

Მყარი

ρ , კგ / მ 3

ρ გ/სმ 3

ფანჯრის მინა

ფიჭვი (მშრალი)

პლექსიგლასი

რაფინირებული შაქარი

პოლიეთილენი

მუხა (მშრალი)

ზოგიერთი სითხის სიმკვრივე (ნორმ. ატმ. წნევა t =20 °C).

თხევადი

ρ , კგ / მ 3

ρ გ/სმ 3

თხევადი

ρ , კგ / მ 3

ρ გ/სმ 3

წყალი სუფთაა

Მთელი რძე

Მზესუმზირის ზეთი

თხევადი თუნუქის (ზე ტ= 400°C)

მანქანის ზეთი

თხევადი ჰაერი (ზე ტ= -194°C)

როგორ ხდება, რომ სხეულებს, რომლებიც სივრცეში ერთსა და იმავე მოცულობას იკავებენ, შეიძლება ერთდროულად ჰქონდეთ განსხვავებული მასა? ეს ყველაფერი მათ სიმკვრივეზეა. ამ კონცეფციას უკვე მე-7 კლასში, სკოლაში ფიზიკის სწავლების პირველ კურსზე ვეცნობით. ეს არის ძირითადი ფიზიკური კონცეფცია, რომელსაც შეუძლია გახსნას MKT (მოლეკულურ-კინეტიკური თეორია) ადამიანისთვის არა მხოლოდ ფიზიკის კურსში, არამედ ქიმიაშიც. მისი საშუალებით ადამიანს შეუძლია დაახასიათოს ნებისმიერი ნივთიერება, იქნება ეს წყალი, ხე, ტყვია თუ ჰაერი.

სიმკვრივის სახეები

ასე რომ, ეს არის სკალარული რაოდენობა, რომელიც უდრის შესწავლილი ნივთიერების მასის თანაფარდობას მის მოცულობასთან, ანუ მას ასევე შეიძლება ეწოდოს სპეციფიკური სიმძიმე. იგი აღინიშნება ბერძნული ასო "ρ"-ით (იკითხება როგორც "ro"), არ უნდა აგვერიოს "p"-ში - ეს ასო ჩვეულებრივ გამოიყენება წნევის აღსანიშნავად.

როგორ მოვძებნოთ სიმკვრივე ფიზიკაში? გამოიყენეთ სიმკვრივის ფორმულა: ρ = m/V

ეს მნიშვნელობა შეიძლება გაიზომოს გ/ლ, გ/მ3 და ზოგადად მასასა და მოცულობასთან დაკავშირებული ნებისმიერი ერთეულით. რა არის SI ერთეული სიმკვრივისთვის? ρ = [კგ/მ3]. ამ ერთეულებს შორის თარგმნა ხორციელდება ელემენტარული მათემატიკური ოპერაციების მეშვეობით. თუმცა, ეს არის SI საზომი ერთეული, რომელსაც აქვს ყველაზე დიდი გამოყენება.

გარდა სტანდარტული ფორმულისა, რომელიც გამოიყენება მხოლოდ მყარი ნივთიერებებისთვის, ასევე არსებობს გაზის ფორმულა ნორმალურ პირობებში (n.o.).

ρ (გაზი) = M/Vm

M არის გაზის მოლური მასა [გ/მოლი], Vm არის გაზის მოლური მოცულობა (ნორმალურ პირობებში ეს მნიშვნელობა არის 22,4 ლ/მოლი).

ამ კონცეფციის უფრო სრულყოფილად განსასაზღვრად, ღირს იმის გარკვევა, თუ რა მნიშვნელობას გულისხმობს..

  • ერთგვაროვანი სხეულების სიმკვრივე არის ზუსტად სხეულის მასის თანაფარდობა მის მოცულობასთან.
  • ასევე არსებობს „ნივთიერების სიმკვრივის“ ცნება, ანუ ამ ნივთიერებისგან შემდგარი ერთგვაროვანი ან თანაბრად განაწილებული არაერთგვაროვანი სხეულის სიმკვრივე. ეს მნიშვნელობა მუდმივია. არსებობს ცხრილები (რომლებიც თქვენ ალბათ იყენებთ ფიზიკის გაკვეთილებში), რომლებიც აგროვებენ მნიშვნელობებს სხვადასხვა მყარი, თხევადი და აირისებრი ნივთიერებებისთვის. ასე რომ, წყლის ეს მაჩვენებელი არის 1000 კგ / მ3. ამ მნიშვნელობის და, მაგალითად, აბაზანის მოცულობის ცოდნით, ჩვენ შეგვიძლია განვსაზღვროთ წყლის მასა, რომელიც მოერგება მას ზემოთ მოცემულ ფორმაში ცნობილი მნიშვნელობების ჩანაცვლებით.
  • თუმცა, ყველა ნივთიერება არ არის ერთგვაროვანი. ამისთვის შეიქმნა ტერმინი "სხეულის საშუალო სიმკვრივე". ამ მნიშვნელობის გამოსატანად საჭიროა ვიცოდეთ მოცემული ნივთიერების თითოეული კომპონენტის ρ ცალ-ცალკე და გამოვთვალოთ საშუალო მნიშვნელობა.

ფოროვან და ფხვიერ სხეულებს, სხვა საკითხებთან ერთად, აქვთ:

  • ჭეშმარიტი სიმკვრივე, რომელიც განისაზღვრება სტრუქტურაში არსებული სიცარიელის გათვალისწინების გარეშე.
  • სპეციფიკური (მოჩვენებითი) სიმკვრივე, რომელიც შეიძლება გამოითვალოს ნივთიერების მასის მთელ მოცულობაზე, რომელიც მას იკავებს.

ეს ორი სიდიდე ერთმანეთთან არის დაკავშირებული ფორიანობის კოეფიციენტით - სიცარიელეების (ფორების) მოცულობის თანაფარდობა შესასწავლი სხეულის მთლიან მოცულობასთან.

ნივთიერებების სიმკვრივე შეიძლება დამოკიდებული იყოს უამრავ ფაქტორზე და ზოგიერთ მათგანს შეუძლია ერთდროულად გაზარდოს ეს მნიშვნელობა ზოგიერთი ნივთიერებისთვის და შეამციროს ის სხვებისთვის. მაგალითად, დაბალ ტემპერატურაზე, ეს მნიშვნელობა ჩვეულებრივ იზრდება, თუმცა, არსებობს მთელი რიგი ნივთიერებები, რომელთა სიმკვრივე ანომალიურად იქცევა გარკვეულ ტემპერატურულ დიაპაზონში. ამ ნივთიერებებს მიეკუთვნება თუჯი, წყალი და ბრინჯაო (სპილენძისა და კალის შენადნობი).

მაგალითად, წყლის ρ ყველაზე მაღალია 4 °C-ზე და შემდეგ შეიძლება შეიცვალოს ამ მნიშვნელობასთან შედარებით როგორც გაცხელებისას, ასევე გაცივებისას.

აღსანიშნავია ისიც, რომ როდესაც ნივთიერება გადადის ერთი გარემოდან მეორეზე (მყარი-თხევადი-აირიანი), ანუ როდესაც იცვლება აგრეგაციის მდგომარეობა, ρ ასევე ცვლის მის მნიშვნელობას და აკეთებს ამას ნახტომებით: ის იზრდება გადასვლისას. აირი სითხეში და თხევადი კრისტალიზაციის დროს. თუმცა, აქაც არის რიგი გამონაკლისები. მაგალითად, ბისმუტს და სილიციუმს მცირე მნიშვნელობა აქვს გამაგრებისას. საინტერესო ფაქტი: როდესაც წყალი კრისტალიზდება, ანუ ყინულად გადაიქცევა, ის ასევე ამცირებს მის შესრულებას და ამიტომაც ყინული წყალში არ იძირება.

როგორ მარტივად გამოვთვალოთ სხვადასხვა სხეულების სიმკვრივე

დაგვჭირდება შემდეგი აღჭურვილობა:

  • სასწორები.
  • სანტიმეტრი (საზომი), თუ გამოკვლეული სხეული აგრეგაციის მყარ მდგომარეობაშია.
  • მოცულობითი კოლბა თუ საცდელი ნივთიერება არის თხევადი.

დასაწყისისთვის, ჩვენ ვზომავთ შესასწავლი სხეულის მოცულობას სანტიმეტრის ან მოცულობითი კოლბის გამოყენებით. სითხის შემთხვევაში, ჩვენ უბრალოდ ვუყურებთ ხელმისაწვდომ მასშტაბს და ჩავწერთ შედეგს. კუბური ფორმის ხის სხივისთვის, ის, შესაბამისად, ტოლი იქნება მესამე ძალამდე ამაღლებული მხარის მნიშვნელობაზე. მოცულობის გაზომვის შემდეგ სასწორზე ვსვამთ შესასწავლ საგანს და ჩავწერთ მასის მნიშვნელობას. Მნიშვნელოვანი! თუ სითხეს ამოწმებთ, არ დაგავიწყდეთ გაითვალისწინოთ ჭურჭლის მასა, რომელშიც შესასწავლი ობიექტია ჩასხმული. ჩვენ ვცვლით ექსპერიმენტულად მიღებულ მნიშვნელობებს ზემოთ აღწერილ ფორმულაში და გამოვთვლით სასურველ მაჩვენებელს.

უნდა ითქვას, რომ ეს მაჩვენებელი სხვადასხვა აირებისთვის სპეციალური ხელსაწყოების გარეშე გაცილებით რთულია გამოთვლა, ამიტომ, თუ მათი მნიშვნელობები გჭირდებათ, უმჯობესია გამოიყენოთ მზა მნიშვნელობები ნივთიერებების სიმკვრივის ცხრილიდან.

ასევე, ამ მნიშვნელობის გასაზომად, გამოიყენება სპეციალური მოწყობილობები:

  • პიკნომეტრი აჩვენებს ნამდვილ სიმკვრივეს.
  • ჰიდრომეტრი შექმნილია სითხეებში ამ ინდიკატორის გასაზომად.
  • ბურიკ კაჩინსკი და საბურღი ზაიდელმანი - მოწყობილობები, რომლითაც იკვლევენ ნიადაგს.
  • ვიბრაციული სიმკვრივის მრიცხველი გამოიყენება წნევის ქვეშ არსებული სითხეების და სხვადასხვა გაზების მოცემული რაოდენობის გასაზომად.

სასწორზე ერთნაირი მოცულობის რკინისა და ალუმინის ცილინდრებს ვასხამთ. დარღვეულია სასწორის წონასწორობა. რატომ?

დისბალანსი ნიშნავს, რომ სხეულების მასები არ არის იგივე. რკინის ცილინდრის მასა უფრო დიდია ვიდრე ალუმინის. მაგრამ ცილინდრების მოცულობა თანაბარია. ეს ნიშნავს, რომ რკინის ერთეული მოცულობის (1 სმ 3 ან 1 მ 3) მასა უფრო დიდია ვიდრე ალუმინი.

მოცულობის ერთეულში შემავალი ნივთიერების მასას ეწოდება მატერიის სიმკვრივე.

სიმკვრივის დასადგენად, თქვენ უნდა გაყოთ ნივთიერების მასა მის მოცულობაზე. სიმკვრივე აღინიშნება ბერძნული ასოებით ρ (რო). მერე

სიმკვრივე = მასა / მოცულობა,

ρ = მ/ვ .

SI სიმკვრივის ერთეული არის 1 კგ/მ 3. სხვადასხვა ნივთიერების სიმკვრივე განისაზღვრება ექსპერიმენტულად და წარმოდგენილია ცხრილში:

მყარი, თხევადი და აირისებრი ნივთიერებების სიმკვრივე (ნორმალური ატმოსფერული წნევის დროს)
ნივთიერება ρ, კგ / მ 3 ρ, გ/სმ 3
ნივთიერება მყარ მდგომარეობაში 20 °C ტემპერატურაზე
ოსმიუმი 22600 22,6
ირიდიუმი 22400 22,4
პლატინა 21500 21,5
ოქრო 19300 19,3
ტყვია 11300 11,3
ვერცხლი 10500 10,5
სპილენძი 8900 8,9
თითბერი 8500 8,5
ფოლადი, რკინა 7800 7,8
Ქილა 7300 7,3
თუთია 7100 7,1
თუჯის 7000 7,0
კორუნდი 4000 4,0
ალუმინის 2700 2,7
მარმარილო 2700 2,7
ფანჯრის მინა 2500 2,5
ფაიფური 2300 2,3
ბეტონი 2300 2,3
Მარილი 2200 2,2
აგური 1800 1,8
პლექსიგლასი 1200 1,2
კაპრონი 1100 1,1
პოლიეთილენი 920 0,92
პარაფინი 900 0,90
ყინული 900 0,90
მუხა (მშრალი) 700 0,70
ფიჭვი (მშრალი) 400 0,40
საცობი 240 0,24
სითხე 20 °C ტემპერატურაზე
მერკური 13600 13,60
Გოგირდის მჟავა 1800 1,80
გლიცერინი 1200 1,20
ზღვის წყალი 1030 1,03
წყალი 1000 1,00
Მზესუმზირის ზეთი 930 0,93
მანქანის ზეთი 900 0,90
ნავთი 800 0,80
ალკოჰოლი 800 0,80
ზეთი 800 0,80
აცეტონი 790 0,79
ეთერი 710 0,71
ბენზინი 710 0,71
თხევადი თუნუქის (ზე ტ= 400 °C) 6800 6,80
თხევადი ჰაერი (ზე ტ= -194 °C) 860 0,86
გაზი 0 °C-ზე
ქლორი 3,210 0,00321
ნახშირბადის მონოქსიდი (IV) (ნახშირორჟანგი) 1,980 0,00198
ჟანგბადი 1,430 0,00143
Საჰაერო 1,290 0,00129
აზოტი 1,250 0,00125
ნახშირბადის მონოქსიდი (II) (ნახშირბადის მონოქსიდი) 1,250 0,00125
ბუნებრივი აირი 0,800 0,0008
წყლის ორთქლი (ზე ტ= 100 °C) 0,590 0,00059
ჰელიუმი 0,180 0,00018
წყალბადი 0,090 0,00009

როგორ გავიგოთ, რომ წყლის სიმკვრივე ρ \u003d 1000 კგ / მ 3? ამ კითხვაზე პასუხი მომდინარეობს ფორმულიდან. წყლის მასა მოცულობით ვ\u003d 1 მ 3 უდრის მ= 1000 კგ.

სიმკვრივის ფორმულიდან, ნივთიერების მასა

მ = ρ ვ.

თანაბარი მოცულობის ორი სხეულისგან მატერიის უფრო დიდი სიმკვრივის მქონე სხეულს უფრო დიდი მასა აქვს.

რკინის ρ w = 7800 კგ / მ 3 და ალუმინის ρ al = 2700 კგ / მ 3 სიმკვრივის შედარება, ჩვენ გვესმის, რატომ აღმოჩნდა ექსპერიმენტში რკინის ცილინდრის მასა უფრო დიდი ვიდრე ალუმინის ცილინდრის მასა. იგივე მოცულობა.

თუ სხეულის მოცულობა იზომება სმ 3-ში, მაშინ სხეულის მასის დასადგენად მოსახერხებელია გამოიყენოთ ρ სიმკვრივის მნიშვნელობა, გამოხატული გ/სმ 3-ში.

მოდით ვთარგმნოთ, მაგალითად, წყლის სიმკვრივე კგ / მ 3-დან გ / სმ 3-მდე:

ρ in \u003d 1000 კგ / მ 3 \u003d 1000 \ ( \ ფრაკი (1000 ~ გ) (1000000 ~ სმ ^ (3)) \) \u003d 1 გ / სმ 3.

ასე რომ, ნებისმიერი ნივთიერების სიმკვრივის რიცხვითი მნიშვნელობა, გამოხატული გ/სმ 3-ში, 1000-ჯერ ნაკლებია მის რიცხობრივ მნიშვნელობაზე, გამოხატული კგ/მ 3-ში.

ნივთიერების სიმკვრივის ფორმულა ρ = მ/ვიგი გამოიყენება ერთგვაროვანი სხეულებისთვის, ანუ ერთი ნივთიერებისგან შემდგარი სხეულებისთვის. ეს არის სხეულები, რომლებსაც არ აქვთ ჰაერის ღრუები ან არ შეიცავს სხვა ნივთიერებების მინარევებს. ნივთიერების სისუფთავე ფასდება გაზომილი სიმკვრივის მნიშვნელობით. არის, მაგალითად, რაიმე იაფი ლითონი დამატებული ოქროს ზოდში?

როგორც წესი, მყარ მდგომარეობაში მყოფ ნივთიერებას უფრო დიდი სიმკვრივე აქვს, ვიდრე თხევად მდგომარეობაში. ამ წესიდან გამონაკლისს წარმოადგენს ყინული და წყალი, რომელიც შედგება H 2 O მოლეკულებისგან.ყინულის სიმკვრივეა ρ = 900 კგ 3 , წყლის სიმკვრივეა ρ = 1000 კგ 3 . ყინულის სიმკვრივე ნაკლებია წყლის სიმკვრივეზე, რაც მიუთითებს მოლეკულების ნაკლებად მკვრივ შეფუთვაზე (ანუ დიდ მანძილებზე) მატერიის მყარ მდგომარეობაში (ყინული), ვიდრე თხევად მდგომარეობაში (წყალი). სამომავლოდ წყლის თვისებებში სხვა მეტად საინტერესო ანომალიებს (ანომალიებს) შეხვდებით.

დედამიწის საშუალო სიმკვრივე არის დაახლოებით 5,5 გ/სმ 3 . ამ და მეცნიერებისთვის ცნობილმა სხვა ფაქტებმა შესაძლებელი გახადა გარკვეული დასკვნების გაკეთება დედამიწის სტრუქტურის შესახებ. დედამიწის ქერქის საშუალო სისქე დაახლოებით 33 კმ-ია. დედამიწის ქერქი ძირითადად ნიადაგისა და ქანებისგან შედგება. დედამიწის ქერქის საშუალო სიმკვრივეა 2,7 გ / სმ 3, ხოლო ქანების სიმკვრივე, რომლებიც პირდაპირ დედამიწის ქერქის ქვეშ მდებარეობს, არის 3,3 გ / სმ 3. მაგრამ ორივე ეს მნიშვნელობა 5,5 გ/სმ 3-ზე ნაკლებია, ანუ დედამიწის საშუალო სიმკვრივეზე ნაკლები. აქედან გამომდინარეობს, რომ მატერიის სიმკვრივე, რომელიც მდებარეობს გლობუსის სიღრმეში, უფრო მეტია, ვიდრე დედამიწის საშუალო სიმკვრივე. მეცნიერები ვარაუდობენ, რომ დედამიწის ცენტრში მატერიის სიმკვრივე აღწევს 11,5 გ/სმ 3, ანუ უახლოვდება ტყვიის სიმკვრივეს.

ადამიანის სხეულის ქსოვილების საშუალო სიმკვრივეა 1036 კგ / მ 3, სისხლის სიმკვრივე ( ტ\u003d 20 ° C) - 1050 კგ / მ 3.

ხეს აქვს ხის დაბალი სიმკვრივე (2-ჯერ ნაკლები ვიდრე კორკი) ბალსა. მისგან მზადდება რაფტები, სამაშველო ღვედები. კუბაში ხე იზრდება ეშინომენა ეკლიანი, რომლის ხის სიმკვრივე 25-ჯერ ნაკლებია წყლის სიმკვრივეზე, ანუ ρ ≈ 0,04 გ/სმ 3. ხის ძალიან მაღალი სიმკვრივე გველის ხე. ხე წყალში ქვასავით იძირება.

დაბოლოს, არქიმედეს ლეგენდა.

უკვე ცნობილი ძველი ბერძენი მეცნიერის არქიმედეს სიცოცხლეში მის შესახებ ლეგენდები გაკეთდა, რისი მიზეზიც მისი გამოგონებები იყო, რამაც მისი თანამედროვეები გააოცა. ერთ-ერთი ლეგენდა ამბობს, რომ სირაკუზანის მეფე ჰერონ II-მ მოაზროვნეს სთხოვა დაედგინა, მისი გვირგვინი სუფთა ოქროსგან იყო დამზადებული თუ იუველირმა მასში მნიშვნელოვანი რაოდენობით ვერცხლი შეურია. რა თქმა უნდა, გვირგვინი ხელუხლებელი უნდა დარჩენილიყო. არქიმედესისთვის რთული არ იყო გვირგვინის მასის დადგენა. გაცილებით რთული იყო გვირგვინის მოცულობის ზუსტად გაზომვა, რათა გამოვთვალოთ ლითონის სიმკვრივე, საიდანაც ის იყო ჩამოსხმული და დადგინდეს, იყო თუ არა ის სუფთა ოქრო. სირთულე ის იყო, რომ მას არასწორი ფორმა ჰქონდა!

ერთხელ არქიმედეს, გვირგვინზე ფიქრებით გაჟღენთილი, აბაზანას იღებდა, სადაც ბრწყინვალე იდეა გაუჩნდა. გვირგვინის მოცულობა შეიძლება განისაზღვროს მის მიერ გადაადგილებული წყლის მოცულობის გაზომვით (თქვენ იცნობთ არარეგულარული ფორმის სხეულის მოცულობის გაზომვის ამ მეთოდს). გვირგვინის მოცულობა და მისი მასა დადგინდა, არქიმედესმა გამოთვალა ნივთიერების სიმკვრივე, საიდანაც იუველირმა დაამზადა გვირგვინი.

ლეგენდის თანახმად, გვირგვინის მასალის სიმკვრივე სუფთა ოქროს სიმკვრივეზე ნაკლები აღმოჩნდა და არაკეთილსინდისიერი იუველირი თაღლითობაში დაიჭირეს.

 

შეიძლება სასარგებლო იყოს წაკითხვა: