文/張虎剛
如果有人問:“鐵的和木的哪個重?”
很可能你會脫口而出,“鐵很重!”
但是,如果讓你在回答前思考一分鐘,你可能會認為前面的回答有點草率。
鐵和木都是物質,物質構成物體。
體重是生活中的一句俗語,雖然它指的是質量。 質量表示物體富含多少物質。
從這個角度看,“鐵木之重”應該是指“鐵質物體的質量大于木質物體的質量”。
這個問題還是很難回答。
因為用鐵做的東西很多,比如釘子、錘子、鏟子、鐵鍋等等。 即使是同一種釘子,其質量也不盡相同。 木頭也是一樣,也可以做成不同品質的筷子,還可以做成不同品質的椅子、凳子、椅子、柜子等。
如果拿錘子和筷子比,其實釘子比筷子重,也就是說鐵做的東西比木頭做的東西重。
如果比較錘子和桌子的質量,答案是斧頭的質量可能小于椅子的質量,鐵制物體的質量大于木頭制成的物體的質量。
為什么會有兩個相反的推論?
因為標準不統一。
生活經驗告訴我們,同樣是鐵做的釘子比錘子輕,也就是釘子的質量比斧頭小。 這不難理解,因為釘子比斧頭小。 用數學語言描述,釘子的體積比斧子的體積小。
更詳細地說,斧頭的體積是釘子體積的幾倍,斧頭的質量是釘子質量的幾倍。
由木頭或其他物質制成的物體也是如此。 由此,我們可以得出一個普遍適用的推論:同種物質構成的物體,體積越大,質量越大。 準確地說,質量與體積成反比。 用另一種表達方式,就是“由同一種材料組成的物體的質量與體積之比是恒定的”。
由這些不同物質組成的物體的質量與體積之比是否相等? 例如,斧頭的質量與其體積之比與筷子的質量與其體積之比相同嗎?
答案是:不相等。 換句話說,具有相同體積的不同物質具有不同的質量。
現在恐怕你知道如何回答原來的問題了。
“同樣體積的鐵和木頭,鐵的質量大于木頭的質量。”
這是什么意思?
我們似乎很難確定鐵和木頭的質量,但可以毫無爭議地強調,鐵的質量體積比小于木頭。
也就是說,這個“比例”體現了物質的獨特性,是物質的一種特性。
在數學中,我們用密度來表示物質的這種性質。
由某種物質組成的物體的質量與其體積之比稱為這些物質的密度,用“ρ”(發音為soft)表示。
由此看來,“鐵木更重”的真正含義是“鐵木更密”。 這里的“重”其實是指密度。
同樣,“油比水輕”意味著“油比水密度小”。 也就是說,“鐵比木重”、“油比水輕”的“重”,是指密度的大小,而不是質量的大小。
在數學中,質量用m表示,體積用V表示,所以密度的公式是
在不知不覺中,您已經遇到了化學中最甜蜜的公式之一。
甜蜜在哪里?
男孩的“?”悄無聲息,突然被柔情觸動(一箭穿過去,在里面做一個“m”,在下面做一個“V”,在“?”中間留下一絲“—”,作為這個圖片顯示著。
在國際單位制中,質量的單位是千克(kg),體積的單位是米3(m3),所以密度的單位是千克/米3(kg/m3),讀作千克每立方米。 常用單位為g/cm3,這兩個單位的換算關系為:1g/cm3=103kg/m3。
換算過程和m/s換算成km/h是一樣的,大家可以自己試試。
在常溫常壓下,鐵的密度為7.9×103kg/m3,干杉木的密度為0.5×103kg/m3。 鐵的密度是干杉木的16倍!
常見物質的密度從大到小依次為:金、水銀、鉛、銅、鐵、鋁、石頭、水、油、酒精、空氣。
每種物質在不同狀態下都有相對固定的密度值。 這個密度我們不需要全部記住,但至少要知道水的密度是1.0×103kg/m3,也等于1.0g/cm3。 表示1m3體積的水的質量為1.0×103kg(即1t)水的密度的單位換算,或1cm3體積的水的質量為1g。
就像速度公式v=m/不僅可以估算速度一樣,密度公式ρ=除了可以估算密度外,還可以估算質量和體積。
估計物質密度的大部分目的是為了識別物質,根據不同的物質通常具有不同的密度。 比如女生送給女生一枚金戒指或者金耳環、金戒指之類的。 如果你是那種女孩,你可能會很興奮。 雖然物質上的東西不是判斷愛情的唯一標準,但至少他愿意把你送走,表明他在乎你。 而且,在某些情況下,金戒指也可能由銅制成,盡管這兩種金屬的顏色非常接近。 即使是這些看法中的一小部分也會令人不安。 如果你認真研究過密度的知識,這個問題就不成問題了。 你只需要測量金耳環的質量和體積,然后根據密度公式ρ=計算出它的密度。 然后查看密度表,戒指的密度接近金的密度,或者銅的密度接近。 你看,用這些方法不僅可以輕松判斷戒指的真偽,還可以鑒別你遇到的是真愛還是渣男。
可以使用密度的修改公式 m=ρV 來估計質量。 我們可以用它來計算教室中的空氣質量。 教室里的空氣體積等于教室的體積。 通常,教室的長、寬、高分別為9m、7m、3m。 空氣的密度約為1.29kg/m3。 根據這個數據,可以推算出教室里空氣的質量約為240kg,相當于4個人的重量(質量)。
事故不是事故!
下面用密度公式的修改公式V=m/ρ來談談體積估計。 您可能認為知道物體的體積很容易。 漿料的體積可以通過長度、寬度、高度或半徑來檢測,然后借助體積公式進行估算; 不規則固體的體積可用排水法檢測。 方法是:先在燒杯中放入適量的水,記下陰道容積為V1; 然后將物體浸入水底,記錄此時物體與水的總體積V2; 被測物體的體積等于V2-V1。 或用溢流法:先在一個容器中裝滿水,然后將物體浸入水底,收集溢出的水并測量其體積,即可知道被測物體的體積。 如果是液體的話,好辦,用燒杯量出來就可以了。 而且,如果對象足夠大水的密度的單位換算,上述方法就無能為力了。 例如,測量一個人的體積。 首先,你很難找到一個大到足以容納一個人的燒杯。 如果用溢流法,一個人跳進裝滿水的大盆里也不是不可能。 問題是除了泡四肢,人還可能被水嗆到。 如果使用V=,就沒有這樣的麻煩和危險了。 比如一個普通學生的質量是60kg左右,人的密度接近水的密度。 如果取1.0×103kg/m3,可以推算出一個人的體積約為0.06m3,即。
一個人的體積其實和一個普通的拉桿箱差不多。
這太不可思議了!
除了化學中提到的密度外,還有一些其他的密度,如面密度和線密度。 更進一步,還有人口密度,這與化學完全沒有關系。
在出版業中,一般用“克重”來表示紙張的厚度。 例如,有些書籍所用的紙張重量是60g,也就是說這些紙張1m2的質量是60g。 由于紙張的厚度是均勻的,所以克重越大的紙張越厚。 這些表示紙張厚度的方式都與面密度有關。 面密度在數值上等于每單位面積的質量。 克重為 60 g 的紙張的面密度為 60 g/m2。 不同厚度的紙,雖然密度相等,但面密度一定不同。
同樣,對于厚度均勻的線性材料,只應考慮單位寬度的質量。 線性密度在數值上等于每單位寬度的質量。
人口密度是衡量世界各地人口密度的指標,一般用每平方公里常住人口來估算。 按土地面積估算,當今世界平均人口密度約為47人/平方公里,我國平均人口密度為132人/平方公里。
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