Har du någonsin tittat på något stort och icke-levande, som en stridsvagn eller ett litet kommersiellt flygplan, och undrat hur mycket det väger? Om så är fallet, hur gick det till för att ens försöka gissa?
Tänkte du på termer som ”tung”, ”tjock”, ”lätt” och ”ihålig”? Försökte du verkligen beräkna vad ”stor” betydde i grova matematiska termer?
Du skulle förmodligen gissa att en tank och ett plan som såg ut att ha ungefär samma storlek skulle vara ganska olika i massa (och det är de), men varför?
Om något av detta ringer bekant beror det på att du var medveten om det eller inte , din hjärna försökte hitta skärningspunkten för de fysiska kvantiteterna av volym (”storlek”) och massa gånger accelerationen av gravitation (vikt).
Den skärningspunkt längs resan från volym till vikt är densitet, vilket är ett direkt mått på mängden ”grejer” per enhet tredimensionellt rymd, eller massa dividerat med volym.
Vad är densitet?
Densitet är en inneboende (inbyggd ) egenskap hos ett ämne som beror på hur mycket av det upptar en given mängd utrymme, ibland med ett temperaturberoende eftersom vissa ämnen, inklusive vatten, kan expandera och dra ihop sig med värme och kyla i varierande grad.
Täthet uttrycks i enheter av massa dividerat med volym, de internationella standardenheterna (SI) är kilogram per kubikmeter (”kubad”) meter, eller kg/m3.
I labbet, enheter som t.ex som gram per kubikcentimeter, eller g/cm3, är vanligare.
En cm3 motsvarar en milliliter (mL); båda är volymenheter. I de flesta kemimiljöer är det senare att föredra.
När du tänker på ett föremål som tungt, tar du vanligtvis hänsyn till dess storlek. En påse med bomullsbollar i storleken på en sportarena skulle vara ”tung”. När du tänker på en typ av ämne som ”tung”, vad du verkligen vill är densitet. Denna kvantitet anges normalt med ρ, den grekiska gemena bokstaven rho.
Massa, vikt och gravitation
Även om massa inte är vikt, har mer massiva föremål proportionellt högre vikt på grund av
Newtons tyngdlag, F=mg med g är den acceleration på grund av gravitation. g har ett värde på 9,8 m/s på jorden, vilket betyder att den ger en kraft på 9,8 m/s
2 × 15 kg = 147 Newton (N) på en sten på 15 kg (33 pund) .
Samma förhållande innebär att för ett givet objekt (det vill säga ett med konstant massa) är kraften som det upplever på grund av gravitationen direkt proportionell mot värdet av g, vilket i sin tur beror på massan av det föremål som ansvarar för gravitationsfältet. På månen, där g = 1,625 m/s2, en massa på 15 kg har fortfarande en massa på 15 kg, men dess vikt reduceras med en faktor på cirka sex: 1,625 m/s2× 15 kg = 24,4 N.
Massa till volym formel
Om du blir ombedd att konvertera kg till volym i m3 för ett givet ämne får du ett tal som är 1 000 gånger större än du skulle få om du valde att omvandla g till volym i cm3 (eller ml).
Till exempel, 1 kubikmeter vatten, som har en densitet på exakt 1 kg/L per definition, har en massa på 1 000 kg (drygt 2 200 pund) och en volym lika med 1 000 L. Ett g vatten däremot tar upp bara en cm3 (eller ml) så ett annat sätt att uttrycka detta är 1 g/ml.
Konvertera kg till liter
För att omvandla kg till liter, eftersom kilogram och liter båda är SI-enheter, behöver du bara dividera massan med densiteten. Sedan
När man konverterar från gram till volym istället, gäller samma regel så länge volymenheterna är cm3 (ml).
