Inhoud
- Wat is massa?
- Wat is volume?
- Bereken de dichtheid experimenteel
- Voorbeeld: de dichtheid van LDPE berekenen
De massadichtheid van een object, eenvoudiger genoemd dichtheid, is zijn massa gedeeld door zijn volume. Dichtheid wordt meestal weergegeven door de Griekse letter rho (ρ) en wordt berekend met de bulkdichtheidsformule: ρ = m / V. Hier m is de massa van een object en V is het volume.
In het metrische systeem heeft de dichtheid eenheden van kilogram per kubieke meter (kg / m3) of gram per kubieke centimeter (g / cm3). In het Engelse systeem zou het equivalent pond per kubieke voet (lb / ft3).
Wat is massa?
Massa is de hoeveelheid materie in een object, een constante eigenschap die overeenkomt met de weerstand van dat object tegen versnelling. Een rotsblok heeft dezelfde massa, of het nu op de grond, in de ruimte of op Jupiter is. Gewicht wordt door elkaar gebruikt met massa in de gewone taal, maar in feite zijn ze heel verschillend.
Gewicht is de kracht op een massa onder invloed van de zwaartekracht en varieert daarom met het lokale zwaartekrachtsveld. De kei heeft dus een bepaald gewicht op het aardoppervlak, geen gewicht dat in de ruimte zweeft en een enorm groter gewicht in de hoge zwaartekracht van Jupiter.
Wat is volume?
Volume is de hoeveelheid ruimte die een object inneemt, afhankelijk van de indeling van het materiaal. Een massief blok plastic genaamd polystyreen kan een volume hebben van 50 kubieke centimeter. Als je hetzelfde blok polystyreen met luchtbellen vult, zou het uitzetten en maak je piepschuim, dat dezelfde massa zou hebben maar een veel groter volume, misschien wel 500 kubieke centimeter.
Nu je de bulkdichtheidsformule kent en wat massa en volume zijn, heb je alles wat je nodig hebt om de plastic dichtheid te berekenen.
Bereken de dichtheid experimenteel
1. Pak een stuk van het plastic. Als de samenstelling uniform is, heeft een klein stuk dezelfde dichtheid als een groot stuk en kunt u een kleiner monster gebruiken voor eenvoudiger meting. Een groter monster maakt echter een nauwkeurigere meting van zowel massa als volume mogelijk.
2. Weeg het monster met een balans of schaal. Noteer de massa in grammen. Als de schaal ponden meet, vermenigvuldigt u het resultaat met 453,6 g / lb om ponden om te rekenen naar grammen.
3. Meet het volume van het monster. Vul een grote maatcilinder met water tot een niveau van 500 ml en dompel het monster onder.
Veel kunststoffen zijn minder dicht dan water en zullen drijven. Plaats in dit geval een zwaar gewicht zoals een metalen moer op de bodem van de cilinder en voeg water toe tot het niveau van 500 ml. Verwijder het gewicht en knoop het vast aan het plastic monster met een korte draadlengte.
Laat ze samen in het water vallen zodat het monster volledig is ondergedompeld. Het volume van het gewicht was inbegrepen toen de cilinder werd gekalibreerd met water op het niveau van 500 ml, dus het gewicht heeft geen invloed op de meting.
Het verschil tussen de nieuwe en originele waterstanden is het volume van het object. Vergeet niet dat één milliliter (ml) gelijk is aan één kubieke centimeter (cm3).
4. Bereken de dichtheid met de bulkdichtheidsformule. Om de dichtheid van het monster te berekenen, deelt u de gemeten massa door het gemeten volume: ρ = m / V.
Voorbeeld: de dichtheid van LDPE berekenen
Als u de dichtheid van LDPE (lagedichtheidspolyethyleen), een normaal plastic dat in huishoudelijke voorwerpen wordt gebruikt, wilt meten, volgt u de beschreven stappen:
Stap 1: Pak een stuk van het plastic. Snijd een monster van een object gemaakt met LDPE.
Stap 2: Weeg het monster met een balans of schaal. Converteer ponden naar gram indien nodig. Als het monster 0,15 lb weegt, is de massa in gram 0,15 lb x 453,6 g / lb = 68,04 g.
Stap 3: Meet het volume van het monster. Als het waterniveau stijgt tot 574,1 ml wanneer het plastic wordt ondergedompeld in de maatcilinder, dan is het volume van het monster 574,1 ml - 500 ml = 74,1 ml of 74,1 cm3.
Stap 4: Bereken de dichtheid met de bulkdichtheidsformule. De dichtheid = massa / volume = 68,04 g / 74,1 cm3 = 0,92 g / cm3.