Jedan od najvažnijih kontroliranih pokazatelja u proizvodnji kozmetike i dijetetskih suplemenata je gustoća. U zavisnosti od proizvoda koji se proizvodi, stručnjaci kompanije “ KorolevFarm» koristiti nekoliko koncepata i definicija gustine.

Jasnija definicija pojma gustoće zahtijeva pojašnjenje formulacije ovog pojma:

Kod takvog ograničavajućeg prijelaza potrebno je uzeti u obzir da je na atomskom nivou svako tijelo nehomogeno, te je stoga potrebno fokusirati se na volumen koji se koristi za odgovarajući fizički model koji se koristi.

• Nasipna gustina - nasipna gustina raznih rasutih materijala (šećer, laktoza, skrob, itd.) podrazumeva se kao količina ovog praha (rasuti proizvod) koja se nalazi u slobodno napunjenom stanju u određenoj jedinici zapremine.
• Relativna gustina je odnos dva pojma, tj. termini, i može se smatrati omjerom zapreminske, odnosno nasipne gustine, prema stvarnoj gustini.

Gustoća proizvoda je važan parametar u proizvodnji kozmetičkih proizvoda, jer utječe izgled proizvoda, njegovih organoleptičkih svojstava, težine i cijene gotovog proizvoda. Veoma je važno voditi računa o gustini proizvoda pri pakovanju proizvedenih proizvoda u boce, tube, tegle i sl.

Na primjer, gustina krema je manja od jedan. Gustoća kreme je u pravilu u rasponu od 0,96 - 0,98 g/cm3. U skladu sa testovima, pri gustini od 0,96 i zapremini od 50 ml masa kreme će biti 48 g, a pri gustini od 0,98 masa se povećava na 49 g.

Gustoća šampona je, naprotiv, veća ili jednaka jedinici, ona je u rasponu od 1,0 - 1,04 g/cm 3 . Istraživanja pokazuju da će sa gustinom od 1,0 i zapreminom od 100 ml, masa šampona u pakovanju biti 100 g, a sa gustinom od 1,04 već je 104 g.

Kao što je već spomenuto, gustina se definira kao omjer tjelesne mase i zauzete zapremine. Stoga, numeričke vrijednosti gustoće tvari pokazuju masu prihvaćene ili određene jedinične zapremine ove tvari. Kao što se može vidjeti iz gornjeg primjera, gustina metala, u ovom slučaju livenog gvožđa, je 7 kg/dm 3. Ispada da 1 dm 3 livenog gvožđa ima masu od 7 kg. Uporedimo gustinu vode iz slavine – 1 kg/l. Iz ovog primjera slijedi da je masa 1 litre vode iz slavine 1 kg. Isti volumen različitih tvari ili tvari imaju različite težine.
Poznato je da kako temperatura pada, gustina tijela raste.

Postoje dvije glavne metode za određivanje gustine tvari: hidrometrijska i piknometrijska. Hidrometar se koristi za mjerenje gustine različitih tekućina, a piknometar se koristi za mjerenje gustine krema, balzama, gelova i pasta za zube.

Na osnovu izmjerene gustine kozmetičkih proizvoda prema tabelama dogovorenim u preduzeću „Granice dozvoljenih odstupanja neto sadržaja od nominalne količine“ u skladu sa GOST 8.579-2002 „Zahtjevi za količinu upakovane robe u pakovanju bilo kojeg vrste prilikom njihove proizvodnje, pakovanja, prodaje i uvoza” utvrđuju se dozvoljena odstupanja neto sadržaja proizvoda od nominalne vrednosti.

Hidrometar je uređaj koji se koristi za mjerenje gustoće različitih tekućina i tekućih tvari. U pravilu je to staklena cijev čiji je donji dio značajno proširen u promjeru. Prilikom kalibracije, prošireni dio se puni sačmom ili živom, koja se koristi za postizanje određene mase. Na vrhu hidrometra nalazi se stepenovana skala u određenim odgovarajućim vrijednostima gustine. Budući da gustina tečnosti i tečnih materija u velikoj meri zavisi od temperature, hidrometar je ili opremljen termometrom, ili se temperatura tečnosti istovremeno meri drugim termometrom.

Za izvođenje postupka mjerenja gustoće tekuće tvari ili tekućine, čisti hidrometar se pažljivo stavlja u dovoljno veliku mjernu čašu s tekućinom, ali tako da hidrometar u njoj slobodno pliva. Vrijednosti gustoće se određuju pomoću hidrometarske skale tekućine koja se nalazi na donjem rubu meniskusa.

U fizici, hidrometar je uređaj koji se koristi za određivanje vrijednosti gustoće i, prema tome, određivanje specifična težina tel.

Istoričari nauke veruju da je hidrometar kao uređaj za merenje izmislila Hipatija, poznata žena naučnica, astronom, matematičar i filozof, vođa aleksandrijske škole neoplatonizma. Zahvaljujući njoj naučna djelatnost Drugi uređaji su izmišljeni ili poboljšani: destilator, astrolab i planisfera.

Dizajn modernih hidrometara, kao i hidrometara koji su se koristili u antičko doba, zasniva se na dobro poznatom hidrostatičkom zakonu - Arhimedovom zakonu Kao što je poznato iz osnovne škole, Arhimedov zakon kaže da svako tijelo lebdi u tekućini i tone tako duboko. to je da je težina tijela koje je istisnula tečnost jednaka težini cijelo tijelo pluta u ovoj tečnosti.

Zanimljive okolnosti prethodile su otkriću Arhimedovog zakona, koji je tokom vremena veličao naučnika. “Eureka!”, uzvikuju svi, pronalazeći rješenje za težak problem, ali tome prethodi cijela priča.

Arhimed je služio na dvoru Hijera II, tiranina od Sirakuze, koji je vladao od 270. do 215. godine pre nove ere, a od 269. pre nove ere nosio je titulu kralja. Hijeron je bio poznat kao podmukao, pohlepan i sumnjičav vladar.

Sumnjao je svoje draguljare da su prilikom izrade zlatnih predmeta miješali srebro u zlato, ili još gore, kalaj u plemeniti metal, što je bio razlog otkrića jednog od fizički zakoni. Naložio je Arhimedu da razotkrije draguljare, jer je bio siguran da su prilikom izrade krune za njega zlatari ukrali zlato.

Da riješim ovo težak zadatak potrebno je znati ne samo masu, već i odrediti volumen izrađene krunice, a to je bilo najteže da bi se naknadno izračunala gustoća metala. Kruna ima složen i nepravilan geometrijski oblik, određivanje njenog volumena je vrlo težak zadatak, o čijem je rješenju Arhimed dugo razmišljao.

Rješenje je pronašao Arhimed na originalan način, kada se uronio u kadu - nivo vode je naglo porastao nakon što je uronio u vodu. Telo naučnika istisnulo je jednaku količinu vode. "Eureka!" - uzviknuo je Arhimed i otrčao u palatu, kako legenda kaže, bez da se obuče. Tada je sve bilo jednostavno. Potopio je krunu u vodu, izmerio zapreminu istisnute tečnosti i tako odredio zapreminu krunice.

Zahvaljujući tome, Arhimed je otkrio princip ili, kako ga još nazivaju, zakon uzgona. Čvrsto tijelo uronjeno u tečnost će istisnuti zapreminu tečnosti jednaku zapremini tela uronjenog u tečnost. Bilo koje tijelo može plutati u vodi ako je njegova prosječna gustina manja od gustine tečnosti u koju je stavljeno.

Arhimedov zakon kaže: na svako tijelo koje je uronjeno u tekućinu ili plin djeluju sile uzgona usmjerene prema gore i jednake težini tečnosti ili gasa koji je istisnuo.
Do danas je čovječanstvo uspješno primijenilo znanje stečeno od dalekih predaka u mnogim područjima svog djelovanja, uključujući i proizvodnju kozmetike.

Kao što je već spomenuto, piknometar se također koristi za mjerenje gustine. Mjerenja gustoće piknometrom izvode se na sljedeći način.

Prije ispitivanja potrebno je piknometar sukcesivno isprati otapalom kako bi se uklonili tragovi ispitivane tvari, zatim smjesom hroma, vodom, alkoholom, eterom, zatim osušiti do konstantne mase i izvagati (rezultat vaganja se bilježi u gramima tačno do četvrte decimale).

Piknometar se puni destilovanom vodom pomoću levka ili pipete malo iznad oznake, zatvara čepom i stavlja na 20 minuta u termostat na temperaturi od (20 ± 0,1) °C.

Kada temperatura dostigne (20 ± 0,1) °C, potrebno je nivo vode u piknometru dovesti do oznake, brzo uklanjanjem viška vode pomoću pipete ili trake filter papira umotanog u cijev, ili dodavanjem vode u cijev. oznaku, zatvorite piknometar čepom i stavite piknometar u termostat sa temperaturom (20 ±0,1) °C na 10 minuta.

Skinite piknometar iz termostata, izvažite ga, ispraznite vodu, osušite, napunite piknometar ispitnom tekućinom i termostatirajte.

Izračunajte gustinu () u g/cm3 koristeći formulu:

gdje: m 1 – masa piknometra sa ispitnom tečnošću, g;
m 0 – masa praznog piknometra, g;
m 2 - masa piknometra sa vodom, g;
A – korekcija za aerostatske sile, izračunata po formuli:

A= 0,0012 x V.

gdje: V – zapremina piknometra, cm 3 ;
0,0012 – gustina vazduha na 200C, g/cm3;
0,9982 – gustina vode na 200C, g/cm3;

U kompaniji KorolevPharm ekspresna metoda se koristi za mjerenje gustoće kozmetičkih proizvoda guste konzistencije (emulzije, kremasti gelovi, gelovi, balzami itd.). Njegova suština leži u činjenici da se za testiranje koristi kalibrirani špric.

Da biste odredili gustoću, izvažite praznu špricu (rezultat vaganja se bilježi u gramima do drugog decimalnog mjesta), napunite špric destiliranom vodom do maksimalne oznake, zatim temeljno obrišite površinu šprica i ponovo izmjerite.

Odredite zapreminu (V) šprica koristeći formulu:

gdje: m 1 – masa šprica sa vodom (g), , 0,9982 - gustina vode na 200C, g/cm3;

Ponovo izvažite prazan špric (rezultat vaganja se bilježi u gramima s točnošću do drugog decimalnog mjesta), napunite špric kozmetičkom masom do maksimuma, izbjegavajući mjehuriće zraka.

Pažljivo obrišite površinu šprica i ponovo je izvažite.

Izračunajte gustinu () u g/cm3 koristeći formulu:

gdje, m 1 – masa šprica sa kozmetičkim proizvodom (g), m 0 - masa prazne šprice (g), V – zapremina šprica (cm 3)

Rezultat ispitivanja se uzima kao aritmetička sredina rezultata dva paralelna određivanja, među kojima neslaganje ne prelazi 0,01 g/cm 3 .
Ova metoda vam omogućava da brzo odredite gustoću proizvedenog kozmetičkog proizvoda.

Sve oko nas se sastoji od različite supstance. Brodovi i kupatila su građeni od drveta, pegle i krevetići su od gvožđa, gume na točkovima i gumice na olovkama od gume. I razne predmete imaju različite težine - bilo ko od nas može lako ponijeti sočnu zrelu dinju sa pijace, ali će se sa utegom iste veličine morati potruditi.

Svi se sjećaju poznatog vica: „Šta je teže? Kilogram eksera ili kilogram puha? Nećemo više nasjedati na ovaj djetinjast trik, znamo da će težina i jednog i drugog biti ista, ali će volumen biti bitno drugačiji. Pa zašto se to dešava? Zašto različita tijela i tvari imaju različite težine i iste veličine? Ili obrnuto, iste težine s različitim veličinama? Očigledno, postoji neka karakteristika koja čini tvari toliko različitim jedna od druge. U fizici se ova karakteristika naziva gustina materije i uči se u sedmom razredu.

Gustina tvari: definicija i formula

Definicija gustoće tvari je sljedeća: gustina pokazuje kolika je masa tvari u jedinici volumena, na primjer, u jednom kubnom metru. Dakle, gustina vode je 1000 kg/m3, a leda 900 kg/m3, zbog čega je led lakši i zimi je na vrhu rezervoara. Odnosno, šta nam u ovom slučaju pokazuje gustina materije? Gustoća leda od 900 kg/m3 znači da je kocka leda sa stranicama od 1 metar teška 900 kg. A formula za određivanje gustine supstance je sledeća: gustina = masa/zapremina. Količine uključene u ovaj izraz označene su na sljedeći način: masa - m, zapremina tijela - V, a gustina je označena slovom ρ (grčko slovo “rho”). A formula se može napisati na sljedeći način:

Kako pronaći gustinu supstance

Kako pronaći ili izračunati gustinu supstance? Da biste to učinili, morate znati tjelesni volumen i tjelesnu težinu. Odnosno, mjerimo supstancu, važemo je, a zatim jednostavno zamjenjujemo dobivene podatke u formulu i pronalazimo vrijednost koja nam je potrebna. A kako se mjeri gustina supstance jasno je iz formule. Mjeri se u kilogramima po kubnom metru. Ponekad koriste i vrijednost poput grama po kubnom centimetru. Pretvaranje jedne vrijednosti u drugu je vrlo jednostavno. 1 g = 0,001 kg, a 1 cm3 = 0,000001 m3. Prema tome, 1 g/(cm)^3 =1000kg/m^3. Također treba imati na umu da je gustina tvari različita u različitim stanjima agregacije. Odnosno, u čvrstom, tečnom ili gasovitom obliku. Gustina čvrste materije, najčešće veća od gustine tečnosti i mnogo veća od gustine gasova. Možda je vrlo koristan izuzetak za nas voda, koja je, kao što smo već razmotrili, manje teška u čvrstom nego u tekućem stanju. Zbog ove čudne osobine vode moguć je život na Zemlji. Život na našoj planeti, kao što znamo, potiče iz okeana. A kada bi se voda ponašala kao sve druge tvari, onda bi se voda u morima i okeanima promrzla, led bi, budući da je teži od vode, potonuo na dno i ležao tamo a da se ne otopi. I samo na ekvatoru, u malom stupcu vode, postojao bi život u obliku nekoliko vrsta bakterija. Tako da možemo reći hvala vodi za naše postojanje.

Postavimo na vagu gvozdene i aluminijumske cilindre iste zapremine (sl. 122). Ravnoteža vage je poremećena. Zašto?

Rice. 122

Izvođenje laboratorijski rad, izmjerili ste svoju tjelesnu težinu upoređujući težinu utega sa svojom tjelesnom težinom. Kada su vage bile u ravnoteži, ove mase su bile jednake. Neravnoteža znači da mase tijela nisu iste. Masa gvozdenog cilindra je veća od mase aluminijumskog cilindra. Ali zapremine cilindara su jednake. To znači da jedinična zapremina (1 cm3 ili 1 m3) gvožđa ima veću masu od aluminijuma.

Masa supstance sadržana u jedinici zapremine naziva se gustina supstance. Da biste pronašli gustinu, morate podijeliti masu tvari s njenom zapreminom. Gustina je naznačena grčko pismoρ (rho). Onda

gustina = masa/zapremina

ρ = m/V.

SI jedinica za gustinu je 1 kg/m3. Gustine razne supstance određena eksperimentalno i prikazana u tabeli 1. Na slici 123 prikazane su mase supstanci koje su vam poznate u zapremini V = 1 m 3.

Rice. 123

Gustina čvrstih materija, tečnosti i gasova
(pri normalnom atmosferskom pritisku)

Kako razumemo da je gustina vode ρ = 1000 kg/m3? Odgovor na ovo pitanje slijedi iz formule. Masa vode u zapremini V = 1 m 3 jednaka je m = 1000 kg.

Iz formule gustine, masa supstance

m = ρV.

Od dva tijela jednake zapremine, tijelo sa većom gustinom materije ima veću masu.

Upoređujući gustine gvožđa ρ l = 7800 kg/m 3 i aluminijuma ρ al = 2700 kg/m 3, razumemo zašto se u eksperimentu (vidi sliku 122) pokazalo da je masa gvozdenog cilindra veća od mase aluminijumskog cilindra iste zapremine.

Ako se volumen tijela mjeri u cm 3, tada je za određivanje tjelesne mase pogodno koristiti vrijednost gustoće ρ, izraženu u g/cm 3.

Formula gustine supstance ρ = m/V koristi se za homogena tela, odnosno za tela koja se sastoje od jedne supstance. To su tijela koja nemaju zračne šupljine ili ne sadrže nečistoće drugih tvari. Čistoća supstance se ocenjuje izmerenom gustinom. Postoji li, na primjer, neki jeftini metal dodat u zlatnu polugu?

Razmisli i odgovori

1. Kako bi se promijenila ravnoteža vage (vidi sliku 122) da se umjesto željeznog cilindra na šolju stavi drveni cilindar iste zapremine?
2. Šta je gustina?
3. Da li gustina supstance zavisi od njene zapremine? Iz mase?
4. U kojim jedinicama se mjeri gustina?
5. Kako preći sa jedinice za gustinu g/cm 3 na jedinicu za gustinu kg/m 3?

Zanimljivo je znati!

Po pravilu, tvar u čvrstom stanju ima veću gustinu nego u tekućem stanju. Izuzetak od ovog pravila su led i voda, koji se sastoje od molekula H 2 O. Gustoća leda je ρ = 900 kg/m 3, gustina vode? = 1000 kg/m3. Gustoća leda je manja od gustine vode, što ukazuje na manje gusto pakiranje molekula (tj. veće udaljenosti između njih) u čvrstom stanju tvari (led) nego u tekućem stanju (voda). U budućnosti ćete upoznati druge vrlo interesantne anomalije(abnormalnosti) u svojstvima vode.

Prosječna gustina Zemlje je približno 5,5 g/cm 3 . Ovo i drugi poznato naucičinjenice su nam omogućile da izvučemo neke zaključke o strukturi Zemlje. Prosječna debljina Zemljine kore je oko 33 km. Zemljina kora se sastoji prvenstveno od tla i stijena. Prosečna gustina zemljine kore je 2,7 g/cm 3, a gustina stena koje leže direktno ispod zemljine kore, - 3,3 g/cm 3 . Ali obje ove vrijednosti su manje od 5,5 g/cm 3, odnosno manje od prosječne gustine Zemlje. Iz toga slijedi da se gustina tvari nalazi u dubinama globus, veća od prosječne gustine Zemlje. Naučnici sugeriraju da u središtu Zemlje gustina supstance doseže 11,5 g/cm 3, odnosno približava se gustoći olova.

Prosječna gustina tkiva ljudskog tijela je 1036 kg/m3, gustina krvi (pri t = 20°C) je 1050 kg/m3.

Balsa drvo ima malu gustinu drveta (2 puta manju od plute). Od njega se prave splavovi i pojasevi za spašavanje. Na Kubi raste drvo bodljikave dlake Eshinomena, čije drvo ima gustinu 25 puta manju od gustine vode, odnosno ρ = 0,04 g/cm 3 . Zmijsko drvo ima veoma visoku gustinu drveta. Drvo tone u vodi kao kamen.

Uradite to sami kod kuće

Izmjerite gustinu sapuna. Da biste to učinili, koristite sapun pravokutnog oblika. Uporedite gustinu koju ste izmerili sa vrednostima koje su dobili vaši drugovi iz razreda. Jesu li rezultirajuće vrijednosti gustoće jednake? Zašto?

Zanimljivo je znati

Već za života poznatog starogrčkog naučnika Arhimeda (sl. 124) o njemu su se stvarale legende, a povod su bili njegovi izumi koji su zadivili njegove savremenike. Jedna od legendi kaže da je sirakuški kralj Heron II tražio od mislioca da utvrdi da li je njegova kruna napravljena od čistog zlata ili je draguljar u nju umešao značajnu količinu srebra. Naravno, kruna je morala ostati netaknuta. Arhimedu nije bilo teško odrediti masu krune. Mnogo je teže bilo precizno izmjeriti volumen krune kako bi se izračunala gustoća metala od kojeg je izlivena i utvrdilo je li to čisto zlato. Poteškoća je bila u tome što je bio pogrešnog oblika!

Rice. 124

Jednog dana, Arhimed, zaokupljen mislima o kruni, kupao se u kadi i došao na briljantnu ideju. Volumen krune se može odrediti mjerenjem zapremine vode koju istisne njome (poznata vam je ova metoda mjerenja zapremine tijela nepravilnog oblika). Odredivši zapreminu krune i njenu masu, Arhimed je izračunao gustinu supstance od koje je zlatar napravio krunu.

Kako legenda kaže, ispostavilo se da je gustina materije krune manja od gustine čistog zlata, a nepošteni draguljar je uhvaćen na prevari.

Vježbe

1. Gustina bakra je ρ m = 8,9 g/cm 3, a gustina aluminijuma ρ al = 2700 kg/m 3. Koja supstanca je gušća i koliko puta?
2. Odrediti masu betonske ploče čija je zapremina V = 3,0 m 3.
3. Od koje materije je napravljena lopta zapremine V = 10 cm 3 ako je njena masa m = 71 g?
4. Odrediti masu prozorskog stakla čija je dužina a = 1,5 m, visina b = 80 cm i debljina c = 5,0 mm.
5. Ukupna masa N = 7 identičnih limova krovnog željeza m = 490 kg. Veličina svakog lista je 1 x 1,5 m. Odredite debljinu lima.
6. Čelični i aluminijumski cilindri imaju istu površinu presjek i mase. Koji cilindar ima veću visinu i za koliko?

Slika 1. Tabela gustoće nekih supstanci. Author24 - online razmjena studentskih radova

Sva tijela u svijetu oko nas imaju različite veličine i zapremine. Ali čak i uz iste volumetrijske podatke, masa tvari će se značajno razlikovati. U fizici se ovaj fenomen naziva gustina materije.

Gustoća je osnovni fizički koncept koji daje ideju o karakteristikama bilo koje poznate supstance.

Definicija 1

Gustoća tvari je fizička veličina koja pokazuje masu određene tvari po jedinici volumena.

Jedinice zapremine u smislu gustine supstance su obično kubni metar ili kubni centimetar. Određivanje gustine tvari vrši se pomoću posebne opreme i uređaja.

Da bi se odredila gustoća tvari, potrebno je podijeliti masu njenog tijela s vlastitom zapreminom. Prilikom izračunavanja gustine tvari koriste se sljedeće vrijednosti:

tjelesna težina ($m$); volumen tijela ($V$); gustina tijela ($ρ$)

Napomena 1

$ρ$ je slovo grčkog alfabeta "rho" i ne treba ga brkati sa sličnom oznakom za pritisak - $p$ ("peh").

Formula gustine supstance

Gustina tvari se izračunava korištenjem SI mjernog sistema. U njemu su jedinice gustine izražene u kilogramima po kubnom metru ili gramima po kubnom centimetru. Takođe možete koristiti bilo koji sistem mjerenja.

Supstanca ima različite stepene gustine ako je u različitim agregacionim stanjima. Drugim riječima, gustina tvari u čvrstom stanju bit će različita od gustine iste tvari u tekućem ili plinovitom stanju. Na primjer, voda se odlikuje gustinom u običnom tečno stanje 1000 kilograma po kubnom metru. U smrznutom stanju voda (led) će već imati gustinu od 900 kilograma po kubnom metru. Vodena para pri normalnom atmosferskom pritisku i temperaturi blizu nula stepeni imaće gustinu od 590 kilograma po kubnom metru.

Standardna formula za gustinu supstance je sljedeća:

Pored standardne formule, koja se koristi samo za čvrste materije, postoji formula za gas normalnim uslovima:

$ρ = M / Vm$, gdje je:

• $M$ je molarna masa gasa,
• $Vm$ je molarni volumen gasa.

Postoje dvije vrste čvrstih materija:

• porozno;
• bulk.

Napomena 2

Njihova fizičke karakteristike direktno utiču na gustinu supstance.

Gustina homogenih tijela

Definicija 2

Gustina homogenih tijela je omjer mase tijela i njegove zapremine.

Pojam gustine supstance uključuje definiciju gustine homogenog i ravnomerno raspoređenog tela sa heterogenom strukturom, koje se sastoji od ove supstance. Ovo je konstantna vrijednost i formira se radi boljeg razumijevanja informacija specijalnim stolovima, gdje se skupljaju sve uobičajene supstance. Vrijednosti za svaku supstancu podijeljene su u tri komponente:

• gustina tijela u čvrstom stanju;
• gustina tijela u tečnom stanju;
• gustina tijela u gasovitom stanju.

Voda je prilično homogena supstanca. Neke tvari nisu toliko homogene, pa im se određuje prosječna gustina tijela. Za izvođenje ove vrijednosti potrebno je znati rezultat ρ supstance za svaku komponentu posebno. Labava i porozna tijela imaju pravu gustinu. Određuje se bez uzimanja u obzir praznina u njegovoj strukturi. Specifična težina se može izračunati dijeljenjem mase tvari s cjelokupnim volumenom koji zauzima.

Slične vrijednosti su međusobno povezane koeficijentom poroznosti. Predstavlja omjer zapremine šupljina prema ukupnoj zapremini tijela koje se trenutno ispituje.

Gustoća tvari ovisi o mnogim dodatnim faktorima. Jedan broj njih istovremeno povećava ovu vrijednost za neke tvari, a smanjuje ih za druge. Na niskim temperaturama povećava se gustina tvari. Neke tvari mogu reagirati na promjene temperature na različite načine. U ovom slučaju, uobičajeno je reći da se gustoća ponaša anomalno na određenom temperaturnom rasponu. Takve tvari često uključuju bronzu, vodu, lijevano željezo i neke druge legure. Gustina vode je najviša stopa na 4 stepena Celzijusa. Daljnjim zagrijavanjem ili hlađenjem, ovaj indikator se također može značajno promijeniti.

Metamorfoze sa gustinom vode nastaju prilikom prelaska iz jednog agregatnog stanja u drugo. Indikator ρ u ovim slučajevima naglo mijenja svoje vrijednosti. Ona se progresivno povećava tokom prelaska u tečnost iz gasovitog stanja, kao i u trenutku kristalizacije tečnosti.

Mnogo je izuzetnih slučajeva. Na primjer, silicij ima niske vrijednosti gustine kada se stvrdne.

Mjerenje gustine materije

Za efikasno mjerenje gustine tvari obično se koristi posebna oprema. Sastoji se od:

• vage;
• mjerni instrument u obliku ravnala;
• volumetrijska boca.

Ako je tvar koja se proučava u čvrstom stanju, tada se kao mjerni uređaj koristi mjera u obliku centimetra. Ako je ispitivana tvar u tekućini stanje agregacije, tada se za mjerenja koristi volumetrijska tikvica.

Prvo morate izmjeriti volumen tijela pomoću centimetra ili mjerne tikvice. Istraživač posmatra mjernu skalu i bilježi rezultat. Ako se ispita drvena greda u obliku kocke, tada će gustoća biti jednaka vrijednosti stranice podignute na treću potenciju. Prilikom proučavanja tekućine potrebno je dodatno uzeti u obzir masu posude s kojom se mjere. Rezultirajuće vrijednosti se moraju zamijeniti univerzalna formula na osnovu gustine supstance i izračunati indikator.

Za plinove je izračunavanje indikatora vrlo teško, jer je potrebno koristiti različite mjerne instrumente.

Obično se hidrometar koristi za izračunavanje gustoće tvari. Dizajniran je da dobije rezultate iz tečnosti. Prava gustoća se proučava pomoću piknometra. Tla se ispituju bušilicama Kaczynski i Seidelman.

DEFINICIJA

Gustina je skalarna fizička veličina, koja se definira kao omjer mase tijela i zapremine koju zauzima.

Ova količina se obično označava grčkim slovom r ili latinskim slovima D i d. Jedinicom mjerenja za gustinu u SI sistemu se obično smatra kg/m3, au GHS-u - g/cm3.

Gustina se može izračunati pomoću formule:

Odnos mase datog gasa i mase drugog gasa uzetog u istoj zapremini, na istoj temperaturi i istom pritisku naziva se relativna gustina prvog gasa prema drugom.

Na primjer, pod normalnim uvjetima, masa ugljičnog dioksida u zapremini od 1 litra je 1,98 g, a masa vodonika u istoj zapremini i pod istim uslovima je 0,09 g, od čega će se gustina ugljen-dioksida po vodiku biti: 1,98 / 0,09 = 22.

Kako izračunati gustinu supstance

Označimo relativnu gustinu gasa m 1 / m 2 slovom D. Zatim

Stoga je molarna masa gasa jednaka njegovoj gustini u odnosu na gustinu drugog gasa, pomnoženu sa molarna masa drugi gas.

Često se gustine različitih gasova određuju u odnosu na vodonik, kao najlakši od svih gasova. Kako je molarna masa vodonika 2,0158 g/mol, u ovom slučaju jednačina za izračunavanje molarne mase ima oblik:

ili, ako molarnu masu vodika zaokružimo na 2:

Izračunavajući, na primjer, pomoću ove jednadžbe molarnu masu ugljičnog dioksida, čija je gustina za vodonik, kao što je gore navedeno, 22, nalazimo:

M(CO 2) = 2 × 22 = 44 g/mol.

Primjeri rješavanja problema

PRIMJER 1

PRIMJER 2