Inhoud
- Wat is volumedichtheid?
- Het volume van ijs berekenen
- Een snelle manier om ijs naar watervolume om te zetten
- Tips
- Gewicht, massa en volume
Het is een warme zomerdag en je wilt voor jezelf een lekker glas limonade maken. Je voegt wat ijs toe aan je drankje en de limonade loopt over! Maar je vriend, die ijs aan zijn drankje heeft toegevoegd voordat hij de limonade inschonk, heeft geen morsen, zelfs als het ijs in het drankje smelt.
Om dit fenomeen te begrijpen, moet je begrijpen hoe de dichtheid van water verandert met de temperatuur.
Wat is volumedichtheid?
Om te begrijpen hoe je een volumetrische ijs-waterverhouding moet berekenen, kun je je afvragen: "1 kopje ijs is gelijk aan hoeveel water?" Om deze vraag te beantwoorden, moet je de dichtheid begrijpen.
De volumedichtheid van water beschrijft de massa water die in één volume-eenheid leeft. De dimensies van volumedichtheid zijn daarom massa per volume-eenheid. De eenheden kunnen gram per eenheid milliliter (g / ml), kg per eenheid liter (kg / l) of elke andere massa-eenheid per volume-eenheid zijn. De dichtheid van vloeibaar water is echt gemakkelijk te onthouden: het is 1 g / ml.
Het volume van ijs berekenen
Water is eigenlijk een zeer ongewone stof omdat vast water (ijs genoemd) is minder dicht dan vloeibaar water. De dichtheid van ijs is 0,92 g / ml, wat betekent dat als u één gram water neemt en in de vriezer plaatst, het volume is uitgezet en meer ruimte inneemt dan wanneer het vloeibaar was.
Omgekeerd, (denk aan de limonade van eerder), als je begint met een drankje met een paar ijsblokjes en ze smelten, zal het waterniveau in de beker eigenlijk hetzelfde blijven, omdat het drijvende ijs slechts zoveel ruimte in beslag neemt als zijn ondergedompeld gedeelte deed nadat het is gesmolten.
Maar wat als je een stevige kop ijs hebt? Hoeveel kopjes water heb je als het ijs smelt?
Begin met het omzetten van Amerikaanse bekers in milliliter: 1 Amerikaanse beker = 236.588 ml, om de bekende dichtheid in grammen per milliliter te gebruiken. Vermenigvuldig nu het volume in milliliter met de dichtheid van ijs om de grammen water te krijgen, die niet verandert als de temperatuur van het water verandert.
Daarom is de massa van het water 236.588 ml maal 0,92 g / ml = 217.661 g water. Om het volume van 217.661 gram vloeibaar water te berekenen, deelt u de gram water eenvoudig door de dichtheid van vloeibaar water: 217.661 g / (1 g / ml) = 217.661 ml, of ongeveer 0.92 kopjes water.
Een heel goede manier om je werk te controleren, is om te controleren of het antwoord dat je hebt 'logisch' is. In dit geval weet u dat volume neemt af wanneer ijs smelt tot vloeibaar water. Dus als het volume afnam, bent u op de goede weg! Kijkend naar de aantallen, werd bepaald dat ongeveer 237 milliliter ijs smelt tot ongeveer 218 milliliter vloeibaar water; dus het antwoord "is logisch!"
Een snelle manier om ijs naar watervolume om te zetten
Het is de moeite waard om de volledige procedure te onthouden voor het berekenen van volumes uit dichtheden, maar het gebruik van de ijs / water-verhouding is een snelle manier om deze berekening te maken.
De verhouding van de dichtheden is eenvoudig de dichtheid van de ene gedeeld door de dichtheid van de andere: de dichtheid van ijs tot water is 0,92. Met behulp van de verhouding kan men eenvoudig het volume van het ijs vermenigvuldigen met 0,92, wat de conversiefactor is voor het volume ijs in vloeibaar water.
Merk op dat je eerder deze verhouding gewoon had kunnen gebruiken om snel te berekenen dat 1 kop ijs resulteert in 0,92 kopjes vloeibaar water.
Over het algemeen kunt u, net als het voorbeeld van de ijs-watervolumeconversie, ook in andere situaties verhoudingen gebruiken voor snelle conversies.
Tips
Gewicht, massa en volume
Al deze termen, gewicht, massa en volume, hebben zogenaamde "eenheden". Elke vertelt ons welk type hoeveelheid wordt gemeten.
Gewicht is de kracht van een object vanwege zijn massa en de lokale versnelling van de zwaartekracht, maar massa is gewoon de hoeveelheid materie in een object. De massa van het object verandert alleen als iemand fysiek een deel ervan van het object afsnijdt en wegneemt, maar het gewicht van een object kan veranderen als iemand het van een vallei naar de top van een berg verplaatst.
Volume daarentegen is de hoeveelheid fysieke ruimte die nodig is voor een bepaalde hoeveelheid massa.
Het is belangrijk om de verschillen tussen deze hoeveelheden te onthouden, zodat u ervoor kunt zorgen dat uw antwoorden 'kloppen'!