Yoğunluk, Kütle ve Hacim İlişkisi Nedir?

İçerik

• Kütle, Yoğunluk ve Hacim Arasındaki İlişki
• İpuçları
• Ölçme Hacmi
• Basınç, Hacim ve Sıcaklık Arasındaki İlişki
• Kütlenin Anlamı
• Evrenin Kütlesi ve Yoğunluğu
• Karanlık Madde ve Karanlık Enerji
• Kaldırma kuvveti ve Özgül ağırlık

Kütle, Yoğunluk ve Hacim Arasındaki İlişki

Yoğunluk kütlenin bir nesnenin veya maddenin hacmine oranını tanımlar. kitle Üzerine bir kuvvet uygulandığında malzemenin hızlanma direncini ölçer. Newton'un ikinci hareket yasasına göre (F = ma), bir nesneye etki eden net kuvvet, kütle katlanma ivmesinin çarpımına eşittir.

Bu biçimsel kütle tanımı, enerji, momentum, merkezcil kuvvet ve yerçekimi kuvvetini hesaplama gibi diğer eksilere koymanıza izin verir. Yerçekimi, Dünya yüzeyinde hemen hemen aynı olduğundan, ağırlık, kütlenin iyi bir göstergesi haline gelir. Ölçülen malzeme miktarının arttırılması ve azaltılması, maddenin kütlesini arttırır ve azaltır.

İpuçları

Kütle, yoğunluk ve hacim arasında açık bir ilişki vardır. Kütle ve hacimden farklı olarak, ölçülen malzeme miktarının arttırılması yoğunluğu arttırmaz veya azaltmaz. Başka bir deyişle, tatlı su miktarının 10 gramdan 100 gram'a yükseltilmesi de hacmi 10 mililitreden 100 mililitreye değiştirecektir ancak yoğunluk mililitre başına 1 gramdır (100 g ÷ 100 mL = 1 g / mL).

Bu, yoğunluğu birçok maddenin tanımlanmasında yararlı bir özellik yapar. Bununla birlikte, hacim sıcaklık ve basınçtaki değişikliklerle saptığından, yoğunluk sıcaklık ve basınçla da değişebilir.

Ölçme Hacmi

Belirli bir kitle için ve Ses, Bir malzemenin bir nesneden veya maddeden ne kadar fiziksel alan kapladığı, yoğunluk verilen bir sıcaklık ve basınçta sabit kalır. Bu ilişki için denklem ρ = m / V içinde ρ (rho) yoğunluktur, m kitle ve V hacim birimi kg / m yaparak hacimdir³. Yoğunluğun tersi (1/ρ) olarak bilinir belirli hacimm cinsinden ölçülür³ /kilogram.

Cilt, bir maddenin ne kadar yer kapladığını ve litre (SI) veya galon (İngilizce) cinsinden verildiğini açıklar. Bir maddenin hacmi ne kadar malzemenin bulunduğuna ve malzemenin parçacıklarının birbirine ne kadar yakın paketlendiğine göre belirlenir.

Sonuç olarak, sıcaklık ve basınç, bir maddenin hacmini, özellikle de gazları büyük ölçüde etkileyebilir. Kütlede olduğu gibi, malzeme miktarının arttırılması ve azaltılması da maddenin hacmini arttırmakta ve azaltmaktadır.

Basınç, Hacim ve Sıcaklık Arasındaki İlişki

Gazlar için hacim her zaman gazın içinde bulunduğu kaba eşittir. Bu, gazlar için ideal gaz yasasını kullanarak hacmi, sıcaklık, basınç ve yoğunlukla ilişkilendirebileceğiniz anlamına gelir. PV = nRT içinde P Atm (atmosferik birimler) cinsinden basınç, V m cinsinden hacimdir³ (metre küp), n gazın mol sayısı, R, evrensel gaz sabiti (R, = 8.314 J / (mol x K)) ve T Kelvin'deki gazın sıcaklığıdır.

••• Syed Hussain Ather

Diğer üç miktar sabit tutulduğunda değişen üç yasa daha hacim, basınç ve sıcaklık arasındaki ilişkileri anlatıyor. Denklemler P₁V₁ = P₂V₂, P₁/ T₁ = P₂/ T₂ ve V₁/ T₁ = V₂/ T₂ sırasıyla Boyles Yasası, Gay-Lussacs Yasası ve Charless Yasası olarak da bilinir.

Her yasada, sol değişkenler başlangıçtaki bir zamandaki hacmi, basıncı ve sıcaklığı tanımlarken, sağ değişkenler bunları daha sonraki bir zaman noktasında tanımlar. Boyles Yasası için sıcaklık sabittir, Gay-Lussacs Yasası için hacim sabittir ve Charless Yasası için basınç sabittir.

Bu üç yasa ideal gaz yasasının aynı prensiplerini izler, ancak sıcaklık, basınç ya da sabit tutulan hacmindeki değişimleri tanımlar.

Kütlenin Anlamı

Her ne kadar insanlar bir maddenin ne kadarının mevcut olduğunu veya bir maddenin ne kadar ağır olduğunu belirtmek için kütleyi kullanıyor olsalar da, insanların farklı bilimsel fenomen kütlelerine gönderme yapmaları için çeşitli yöntemler kitlenin tüm kullanımlarını kapsayan daha birleşik bir tanımlamaya ihtiyaç duyduğu anlamına gelir.

Bilim adamları tipik olarak çok küçük bir kütleye sahip oldukları için elektronlar, bozonlar veya fotonlar gibi atom altı parçacıklar hakkında konuşurlar. Ancak bu parçacıkların kütleleri aslında sadece enerjidir. Protonların ve nötronların kütlesi gluonlarda depolanırken (protonları ve nötronları bir arada tutan materyal), elektronların kütlesi elektronların protonlardan ve nötronlardan yaklaşık 2.000 kat daha hafif olduğu göz önüne alındığında çok daha önemsizdir.

Tutkallar, nötronların ve protonların birbirine bağlı kalmasında, elektromanyetik kuvvet, yerçekimi kuvveti ve zayıf nükleer kuvvetin yanı sıra, evrenin dört temel kuvvetinden biri olan güçlü nükleer kuvveti oluşturur.

Evrenin Kütlesi ve Yoğunluğu

Tüm evrenin boyutu tam olarak bilinmese de, bilim adamlarının üzerinde çalıştığı evrendeki madde olan gözlemlenebilir evren, yaklaşık 2 x 10'luk bir kütleye sahiptir.⁵⁵ g, yaklaşık 25 milyar galaksi Samanyolu'nun büyüklüğüdür. Bu, karanlık madde de dahil olmak üzere 14 milyar ışıkyılı kapsar, bilim insanlarının neyden yapıldıklarından ve aydınlık maddelerden tam olarak emin olmadıkları, yıldızlar ve galaksilerden sorumlu olanlar. Evren yoğunluğu yaklaşık 3 x 10^-30 g / cc³.

Bilim adamları, Kozmik Mikrodalga Fonunda (elektromanyetik radyasyonun eserleri, evrenin ilkel aşamalarından elde edilen eserler), üstkümeler (galaksilerin kümeleri) ve Big Bang nükleosentezindeki (hidrojen olmayan çekirdeklerin üretimi) ilk dönemlerinde meydana gelen değişiklikleri gözlemleyerek bu tahminleri gerçekleştirdiler. Evren).

Karanlık Madde ve Karanlık Enerji

Bilim adamları, evrenin bu özelliklerini, kaderini belirlemek, genişlemeye devam edip etmeyeceğini veya bir noktada kendi içinde çöküşünü tespit edip etmeyeceğini araştırıyor. Evren genişlemeye devam ederken, bilim adamları çekim kuvvetlerinin nesnelere genişlemeyi yavaşlatmak için birbirleri arasında çekici bir güç verdiğini düşünürlerdi.

Fakat 1998'de, uzak süpernovaların Hubble Uzay Teleskobu gözlemleri, evrenin zaman içindeki genişlemenin arttığını gösterdi. Bilim adamları hızlanmaya tam olarak neyin neden olduğunu anlamadılar, ancak bu genişleme hızlanması bilim insanlarını bu bilinmeyen olayların adı olan karanlık enerjinin bunu hesaba katacağı teorisini ortaya çıkardı.

Evrendeki kitle hakkında birçok gizem kalıyor ve evrenin kütlesinin çoğunu oluşturuyorlar. Evrendeki kütle enerjisinin yaklaşık% 70'i karanlık enerjiden ve% 25'i karanlık maddeden gelir. Sadece% 5 kadarı sıradan maddeden geliyor. Evrendeki çeşitli türdeki kütlelerin bu detaylı resimleri, farklı kütlelerin farklı bilimsel eksilerde ne kadar değişken olabileceğini göstermektedir.

Kaldırma kuvveti ve Özgül ağırlık

Sudaki bir cismin çekim kuvveti ve kaldırma kuvveti bu, nesnenin yüzdüğünü veya battığını belirler. Nesnelerin kaldırma kuvveti veya yoğunluğu sıvınınkinden büyükse, yüzer ve değilse batırır.

Çeliğin yoğunluğu suyun yoğunluğundan çok daha yüksektir ancak uygun şekilde biçimlendirilmişse, çelik gemiler yaratarak hava boşluklarıyla yoğunluk azaltılabilir. Suyun yoğunluğunun buz yoğunluğundan daha büyük olması, buzun neden suda yüzdüğünü de açıklar.

Spesifik yer çekimi referans madde yoğunluğu ile bölünen bir maddenin yoğunluğudur. Bu referans ya gazlar için su içermeyen hava ya da sıvılar ve katılar için tatlı sudır.