Om din vän gav dig en kopp fast is och en annan gav dig en kopp flytande vatten, vilken är tyngre?
Vår instinkt är ibland att tro att fasta ämnen är tyngre, men i själva verket är flytande vatten tätare än fast vatten. Genom att veta hur man beräknar vikt utifrån densitet kan vi snabbt se att vattenkoppen är tyngre.
Vad är densitet?
Tätheten hos något ämne säger oss hur kompakt eller utspritt den är. Vi kan beskriva en volymdensitet, massdensitet eller någon annan typ av densitet.
Stadsplanerare tänker till exempel ofta på olika tätheter, till exempel bostäder tillgänglighet eller livsmedelsbutiker, för att ta reda på var man ska bygga vissa byggnader.
I allmänhet, en täthet är vanligtvis en kvantitet som massa, dividerat med en area eller volym.
En viktdensitet skulle därför beskriva hur vikten av något föremål är fördelad på något område, eller volym. Mer sannolikt kommer du att använda massdensiteter, eftersom massa och vikt är relaterade till tyngdaccelerationen, som kan förändras beroende på var du befinner dig på jordens yta (och ännu mer om du är på en annan planet!) .
Tips
Ett föremåls täthet beskriver hur kompakt eller utspritt det är. En viktdensitet beskriver viktfördelningen av föremålet, i någon yta eller volym.
Ett exempel på Densitetsformel i kemi
Låt oss säga att vårt labb har två föreningar: A och B. Förening A är en boll som har en volym på 30 cm3 och har en massa på 50 g. Förening B är en perfekt kub med sidor som mäter 6 cm och har en massdensitet på 500 kg/m3. Vilken densitet har förening A, och vilken förening är tyngre?
För att jämföra tätheterna för A och B måste vi omvandla densiteten till samma enheter.
För att konvertera från kg/m3 till g/cm3, måste vi använda omvandlingarna: 1 m3 = 1 000 000 cm3 och 1 kg = 1000 g. Därför är massdensiteten för förening B 0,5 g/cm3. Nu kan vi helt enkelt jämföra massdensiteterna och lägga märke till att förening B är mindre tät än förening A.
Redovisning för vikt
För att svara på vilken som är tyngre måste vi beräkna vikten av varje förening utifrån dess massa och tyngdaccelerationen. Vi känner till massan av förening A, som är 0,05 kg, så dess vikt i newton är 0,05 kg × 9,8 m/s2= 0,49 N.
Men för förening B måste vi beräkna volymen den upptar, då är det massan från massdensiteten. Vi kan beräkna volymen av förening B eftersom det är en perfekt kub: volymen är (6 cm)3= 216 cm3.
Vikten av förening B är volymen gånger densiteten: 216 cm3 gånger 0,5 g/cm3, eller 108 g. Vikten är därför 0,108 kg gånger 9,8 m/s2, eller 1,07 N.
Skillnaden mellan massa och vikt
Vikt är den kvantitet som beskriver tyngdkraften på ett föremål på grund av dess massa och den lokala tyngdaccelerationen. Därför kan vikten av ett föremål ändras om du flyttar det från en dal till toppen av ett högt berg, eftersom tyngdaccelerationen minskar när vi rör oss bort från jordens kärna.
Massan kan dock bara ändras om objektet ändras fysiskt och en del av dess materia tas bort.
Det är viktigt att komma ihåg skillnaden mellan massa och vikt.
