Как рассчитать плотность – формула расчёта и примеры
Чтобы определить плотность вещества без справочников, нужно знать его массу и занимаемый объём. Калькулятор ниже мгновенно вычислит плотность по формуле ρ = m/V. Укажите массу в граммах или килограммах и объём в см³ или м³ – результат получите в кг/м³ или г/см³.
:
Содержание статьи
Как пользоваться калькулятором
- Определите массу. Взвесьте объект на электронных или механических весах. Запишите значение в граммах или килограммах.
- Измерьте объём. Для куба или цилиндра вычислите объём по геометрической формуле. Для нестандартных тел используйте мензурку с водой – fixируйте начальный уровень, погрузите предмет, зафиксируйте конечный уровень. Разница – это объём в мл (1 мл = 1 см³).
- Введите данные. Укажите массу и объём в соответствующие поля калькулятора.
- Выберите единицы. Система автоматически пересчитает результат в г/см³, кг/м³ или г/мл по вашему запросу.
- Интерпретируйте результат. Полученное число сравните с табличными значениями для идентификации материала или проверки его породы.
Как производится расчёт
Плотность (ρ) – это отношение массы тела (m) к объёму, который оно занимает (V).
Формула расчёта плотности:
ρ = m / VГде:
- ρ – плотность (кг/м³ или г/см³)
- m – масса вещества (кг или г)
- V – объём (м³ или см³)
Пример расчёта:
Дана стальная деталь массой 780 г и объёмом 100 см³.
ρ = 780 г / 100 см³ = 7,8 г/см³
Переводим в кг/м³: 7,8 × 1000 = 7800 кг/м³. Это соответствует плотности углеродистой стали.
Важно: при расчётах единицы должны согласовываться. Если масса дана в кг, а объём в см³, переведите объём в м³ (разделите на 1 000 000) или массу в граммы (умножьте на 1000).
Практические примеры
| Ситуация | Исходные данные | Расчёт | Результат | Интерпретация |
|---|---|---|---|---|
| Проверка золотого изделия | Масса: 38,6 г Объём: 2 см³ | 38,6 / 2 | 19,3 г/см³ | Чистое золото 999 пробы |
| Определение древесины | Масса: 600 г Объём: 1000 см³ | 600 / 1000 | 0,6 г/см³ | Осина или сосна (плавает на воде) |
| Контроль качества бетона | Масса: 24 кг Объём: 0,01 м³ | 24 / 0,01 | 2400 кг/м³ | Тяжёлый бетон, соответствует М400 |
Особые случаи
Жидкости с примесями: Для раствора соли в воде массу суммируйте (вода + соль), объём приближённо считается равным объёму воды до растворения.
Пористые материалы: При расчёте плотность получается «средней» или «объёмной». Для истинной плотности материала нужно исключить объём пор (вакуума).
Полезная информация
Основные единицы измерения
- кг/м³ – международная система СИ, используется в инженерных расчётах и строительстве
- г/см³ – удобна для лабораторных работ с небольшими образцами
- г/мл – равнозначна г/см³, применяется для жидкостей
Частые ошибки
Путаница массы и веса. Вес измеряется в ньютонах и зависит от гравитации. Для расчёта плотности нужна именно масса (постоянная величина).
Игнорирование температуры. Плотность жидкостей и газов сильно зависит от температуры. При нагревании жидкость расширяется, её плотность падает. Для точных расчётов указывайте температуру образца.
Неверный учёт полостей. Если измеряете объём пористого кирпича погружением в воду, получите «объёмную плотность». Для материала кирпича (глиняного тела без пор) используйте геометрический размер или истинный объём.
Таблица плотности распространённых материалов (при 20°C)
| Материал | Плотность, кг/м³ | Плотность, г/см³ |
|---|---|---|
| Воздух | 1,2 | 0,0012 |
| Дуб (сухой) | 700 | 0,70 |
| Вода | 1000 | 1,00 |
| Алюминий | 2700 | 2,70 |
| Сталь | 7800 | 7,80 |
| Медь | 8900 | 8,90 |
| Свинец | 11300 | 11,30 |
| Золото | 19300 | 19,30 |
Заключение
Расчёт плотности – простой способ идентифицировать материал или проверить его качество. Используйте калькулятор для быстрой проверки характеристик металлов, полимеров и строительных смесей без сложных таблиц.
Часто задаваемые вопросы
Как рассчитать плотность тела неправильной формы?
Измерьте массу на весах. Объём найдите методом вытеснения: погрузите предмет в мензурку с водой и зафиксируйте разницу уровней жидкости. Поделите массу на полученный объём.
Как перевести г/см³ в кг/м³?
Умножьте значение в г/см³ на 1000. Например, плотность алюминия 2,7 г/см³ = 2700 кг/м³.
Чему равна плотность воды?
При температуре 4 °C плотность чистой воды составляет 1 г/см³ (или 1000 кг/м³). При нагревании до 20 °C она падает до 0,998 г/см³.
Как узнать плотность без весов?
Если известен материал, найдите значение в таблице плотностей. Для неизвестного вещества без весов измерить плотность точно невозможно.
Почему плотность льда меньше воды?
При замерзании вода образует кристаллическую решётку с пустотами. Объём увеличивается при постоянной массе, поэтому плотность льца (~0,917 г/см³) ниже жидкой воды.
Как рассчитать плотность сплава?
Сложите массы всех компонентов и поделите на общий объём. Если компоненты не взаимодействуют химически, объём считается суммой объёмов частей.