ของเหลวที่มีความหนาแน่น 900 กก. ลบ.ม. ความหนาแน่นของทองคำคืออะไร ความถ่วงจำเพาะของโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก

ไม่มีบุคคลดังกล่าวที่ไม่เคยเห็นโลหะสีเหลืองตลอดชีวิตของเขา มีแร่ธาตุหลายชนิดที่พบในธรรมชาติซึ่ง รูปร่างคล้ายกับโลหะสีเหลือง แต่อย่างที่พวกเขาพูดกันว่า "สิ่งที่แวววาวนั้นไม่ใช่ทอง" เพื่อไม่ให้โลหะมีค่าสับสนกับวัสดุอื่น ๆ จำเป็นต้องทราบความหนาแน่นของทองคำ

ความหนาแน่นของโลหะมีตระกูล

โครงสร้างโมเลกุลของทองคำ

ลักษณะสำคัญประการหนึ่งของโลหะมีค่าคือความหนาแน่น ความหนาแน่นของทองคำมีหน่วยเป็น kg m3

ความถ่วงจำเพาะเป็นคุณลักษณะที่สำคัญมากสำหรับทองคำ ซึ่งมักจะไม่นำมาพิจารณา เนื่องจากเครื่องประดับ เช่น แหวน ต่างหู จี้ มีน้ำหนักเบามาก แต่ถ้าคุณถือแท่งโลหะสีเหลืองแท้หนึ่งกิโลกรัมไว้ในมือ คุณจะเห็นว่ามันหนักมาก ความหนาแน่นของทองคำที่มีนัยสำคัญช่วยอำนวยความสะดวกในการสกัด ดังนั้นการล้างที่ล็อคจะช่วยให้ ระดับสูงการสกัดทองคำจากหินล้าง

ความหนาแน่นของทองคำอยู่ที่ 19.3 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร

ซึ่งหมายความว่าหากคุณนำโลหะมีค่าในปริมาณหนึ่งไป โลหะนั้นจะมีน้ำหนักมากกว่าน้ำเปล่าในปริมาณเท่ากันเกือบ 20 เท่า ทรายสีทองขวดพลาสติกสองลิตรมีน้ำหนักประมาณ 32 กก. จากโลหะมีค่า 500 กรัม คุณสามารถวางลูกบาศก์ที่มีด้านยาว 18.85 มม.

ตารางความหนาแน่นทองของตัวอย่างและสีต่างๆ

ความหนาแน่นของทองคำดั้งเดิมนั้นต่ำกว่าโลหะบริสุทธิ์แล้วหลายหน่วย และสามารถเปลี่ยนแปลงได้ตั้งแต่ 18 ถึง 18.5 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร

583 ทองมีความหนาแน่นน้อยกว่า เนื่องจากโลหะผสมนี้ประกอบด้วยโลหะต่างๆ

ที่บ้านคุณสามารถกำหนดความหนาแน่นของทองคำได้ด้วยตัวเอง ในการทำเช่นนี้ จำเป็นต้องชั่งน้ำหนักผลิตภัณฑ์โลหะมีค่าบนตาชั่งธรรมดา ซึ่งค่าหารควรมีอย่างน้อย 1 กรัม หลังจากนั้นภาชนะที่มีการทำเครื่องหมายปริมาตรจะต้องเต็มไปด้วยของเหลวในกรณีนี้คือน้ำซึ่งควรลดเครื่องประดับลง ต้องใช้ความระมัดระวังเพื่อให้แน่ใจว่าของเหลวไม่เริ่มล้น

หลังจากนั้นเราวัดปริมาณของเหลวที่เปลี่ยนไปหลังจากลดผลิตภัณฑ์ทองคำลงในภาชนะ ตามสูตรพิเศษที่ทราบจากม้านั่งของโรงเรียน เราคำนวณความหนาแน่น: มวลหารด้วยปริมาตร

ต้องจำไว้ว่าผลิตภัณฑ์โลหะล้ำค่าไม่ได้ประกอบด้วยทองคำบริสุทธิ์ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องทำการปรับความหนาแน่นของตัวอย่างโลหะผสม

วิธีแยกแยะโลหะสีเหลืองแท้จากของปลอม

ในขณะนี้ ทั้งในตลาดรัสเซียและตลาดต่างประเทศมีทองคำปลอมเป็นจำนวนมาก มีความเสี่ยงสูงที่จะได้รับเครื่องประดับทองคำที่มีโลหะมีค่ามากถึง 5% หรือไม่มีเลย กฎพื้นฐานในการซื้อทองคำจะช่วยให้คุณไม่รู้สึกโกง

ก่อนอื่นคุณควรตรวจสอบผลิตภัณฑ์ให้ดี มันต้องมีตัวอย่าง ยิ่งกว่านั้นไม่ควรประกอบด้วยตัวเลขคดหรือป้ายชื่อ มิฉะนั้น นี่เป็นสัญญาณแรกของการปลอมแปลง

ตัวอย่างตราสัญลักษณ์ของรัฐแบบรวมเป็นหนึ่งสำหรับรายการทองคำ

สัญญาณต่อไปของของปลอมคือด้านที่ผิดของเครื่องประดับโลหะมีค่า ต้องทำดีพอๆ กับด้านหน้า ไม่งั้นก็ สินค้าชำรุด. นอกจากนี้ยังเป็นไปได้ที่จะกำหนดคุณภาพของผลิตภัณฑ์โดยใช้คุณลักษณะเช่นความหนาแน่นของทองคำ แต่การทำการทดลองในร้านค้าเป็นไปไม่ได้

นอกจากนี้ยังมีวิธีการกำหนดเช่นการทดสอบความแข็งแกร่ง จริงอยู่ไม่สามารถขีดข่วนได้เสมอไป ไอเทมทองต่อหน้าผู้ขายจึงใช้วิธีนี้ไม่ได้

ตรวจสอบไอโอดีน

วิธีทางเคมีต่อไปนี้สามารถใช้เป็นวิธีที่ดีในการพิจารณาคุณภาพของผลิตภัณฑ์ คุณสามารถหยดไอโอดีนเล็กน้อยบนเครื่องประดับโลหะสีเหลือง หากจุดนั้นเป็นสีเข้ม เราสามารถพูดเกี่ยวกับคุณภาพของผลิตภัณฑ์ที่นำเสนอได้อย่างมั่นใจ น้ำส้มสายชูบนโต๊ะสามารถช่วยได้เช่นกัน หากหลังจากผ่านไปสามนาทีโลหะล้ำค่าก็มืดลง คุณสามารถนำผลิตภัณฑ์ไปที่หลุมฝังกลบได้อย่างปลอดภัย

คลอรีนทองคำสามารถช่วยในการกำหนดคุณภาพได้มาก จากหลักสูตรเคมี ไม่เพียงแต่ความหนาแน่นของทองคำเท่านั้น แต่ยังเป็นที่รู้จักในข้อเท็จจริงที่ว่ามันไม่สามารถทำปฏิกิริยาเคมีใดๆ ได้ ดังนั้นหากหลังจากใช้คลอรีนโกลด์กับโลหะมีค่าแล้วเริ่มเสื่อมสภาพแสดงว่าเป็นของปลอมจริง ๆ แล้ววางลงในถังขยะ

หนึ่งในที่สุด ทางที่ดีการคุ้มครองการได้มาซึ่งสินค้าลอกเลียนแบบคือการซื้อผลิตภัณฑ์โลหะมีค่าในร้านค้าเฉพาะที่มีชื่อเสียง

ในกรณีนี้ มีความเป็นไปได้สูงที่จะซื้อผลิตภัณฑ์คุณภาพสูงอย่างแท้จริง ให้ราคาในนั้นสูงกว่าในร้านค้าและตลาดต่าง ๆ เล็กน้อย แต่คุณภาพก็คุ้มค่า มิฉะนั้น คุณสามารถซื้อผลิตภัณฑ์ปลอมและเสียใจอย่างมากที่ประหยัดเงินได้

ทองแฝด

ในธรรมชาติมีโลหะหลายชนิดที่มีความหนาแน่นเท่ากับทองคำ เหล่านี้คือยูเรเนียมซึ่งมีกัมมันตภาพรังสีและทังสเตน ราคาถูกกว่าโลหะสีเหลือง แต่ความหนาแน่นของทังสเตนและทองคำเกือบเท่ากัน ความแตกต่างคือสามในสิบ สิ่งที่ทำให้ทังสเตนแตกต่างจากทองคำคือมีสีที่ต่างกันและแข็งกว่าโลหะสีเหลืองมาก ทองคำบริสุทธิ์นั้นนิ่มมากและสามารถขีดข่วนได้ง่ายด้วยเล็บมือ

แท่งทองคำปลอมที่เต็มไปด้วยทังสเตนจากด้านใน

ข้อเท็จจริงที่ว่าความหนาแน่นของธาตุต่างๆ เช่น ทังสเตนและทองคำมีค่าเท่ากันนั้นเป็นสิ่งที่ดึงดูดใจผู้ปลอมแปลงเป็นอย่างมาก พวกเขาแทนที่ทองคำแท่งด้วยทังสเตนที่มีความหนาแน่นและน้ำหนักใกล้เคียงกัน และปิดด้วยชั้นบาง ๆ ของโลหะมีค่าที่ด้านบน ในขณะเดียวกัน ราคาที่สูงของโลหะสีเหลืองทำให้ทังสเตนเป็นที่นิยมในหมู่คนหนุ่มสาว ผลิตภัณฑ์ทังสเตนมีราคาถูกกว่ามากและทนต่อการขีดข่วนได้ดีกว่า

ความหนาแน่นของตะกั่ว

ยิ่งทองคำบริสุทธิ์ก็ยิ่งแข็งน้อยลง ดังนั้นก่อนที่จะกัดโลหะสีเหลืองเพื่อตรวจสอบ วิธีนี้ไม่น่าเชื่อถือ. การตกแต่งอาจทำด้วยตะกั่วหุ้มด้วยชั้นทองบางๆ และตะกั่วยังมีโครงสร้างที่อ่อนนุ่ม คุณสามารถลองขีดข่วนเครื่องประดับไม่ได้จากด้านหน้า และโลหะฐานจะอยู่ใต้ชั้นโลหะล้ำค่าที่บางมาก

ความหนาแน่นของธาตุในตารางธาตุ - ตะกั่วและคู่ - ทองคำนั้นแตกต่างกัน ความหนาแน่นของตะกั่วน้อยกว่าทองคำมาก และเท่ากับ 11.34 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร ดังนั้น หากเรานำโลหะสีเหลืองและตะกั่วที่มีปริมาตรเท่ากัน มวลของทองคำจะมากกว่าตะกั่วมาก

ทองคำขาวเป็นโลหะผสมของโลหะมีค่าสีเหลืองที่มีแพลตตินัมหรือโลหะอื่นๆ ที่ให้สีขาวหรือสีเงินค่อนข้างทึบ มีความเห็นในชีวิตประจำวันว่า ทองคำขาว" เป็นชื่อหนึ่งของแพลตตินั่มแต่ไม่ใช่ ทองประเภทนี้มีราคาสูงกว่าปกติเล็กน้อย ในลักษณะที่ปรากฏโลหะสีขาวคล้ายกับเงินซึ่งมีราคาถูกกว่ามาก ความหนาแน่นของธาตุต่าง ๆ ของตารางธาตุเช่นทองคำและเงินนั้นแตกต่างกัน วิธีแยกแยะทองคำขาวจากเงิน? โลหะมีค่าเหล่านี้มีความหนาแน่นต่างกัน

เงินเป็นวัสดุที่มีความหนาแน่นน้อยที่สุดในบรรดาวัสดุที่พิจารณาในบทความ

ความหนาแน่นของทองคำมากกว่าความหนาแน่นของเงิน ความหนาแน่น 10.49 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร เงินจะอ่อนกว่าโลหะสีขาวมาก ดังนั้นหากคุณถือผลิตภัณฑ์สีเงินไว้บนแผ่นสีขาว ร่องรอยจะยังคงอยู่ หากคุณทำเช่นเดียวกันกับสีขาว โลหะมีค่าแล้วจะไม่มีร่องรอย

โลหะทั้งหมดมีคุณสมบัติทางกายภาพและทางกลบางอย่างซึ่งอันที่จริงแล้วเป็นตัวกำหนดความถ่วงจำเพาะ ในการพิจารณาว่าโลหะผสมสีดำหรือเหล็กกล้าไร้สนิมชนิดใดชนิดหนึ่งหรือชนิดอื่นเหมาะสำหรับการผลิต คำนวณน้ำหนักเฉพาะของโลหะแผ่นรีด ผลิตภัณฑ์โลหะทั้งหมดที่มีปริมาตรเท่ากัน แต่ทำจากโลหะที่แตกต่างกัน เช่น จากเหล็ก ทองเหลือง หรืออลูมิเนียม มีมวลต่างกัน ซึ่งขึ้นอยู่กับปริมาตรโดยตรง กล่าวอีกนัยหนึ่งอัตราส่วนของปริมาตรของโลหะผสมต่อมวล - ความหนาแน่นจำเพาะ (กก. / ลบ.ม. ) เป็นค่าคงที่ที่จะเป็นลักษณะของสารที่กำหนด ความหนาแน่นของโลหะผสมคำนวณโดยใช้สูตรพิเศษและเกี่ยวข้องโดยตรงกับการคำนวณความถ่วงจำเพาะของโลหะ

ความถ่วงจำเพาะของโลหะคืออัตราส่วนของน้ำหนักของวัตถุที่เป็นเนื้อเดียวกันของสารนี้ต่อปริมาตรของโลหะ กล่าวคือ นี่คือความหนาแน่นในหนังสืออ้างอิงมีหน่วยวัดเป็น kg / m3 หรือ g / cm3 จากที่นี่คุณสามารถคำนวณสูตรการหาน้ำหนักของโลหะได้ ในการหาสิ่งนี้ คุณต้องคูณค่าอ้างอิงของความหนาแน่นด้วยปริมาตร

ตารางแสดงความหนาแน่นของโลหะที่ไม่ใช่เหล็กและโลหะเหล็กสีดำ ตารางแบ่งออกเป็นกลุ่มของโลหะและโลหะผสม โดยแต่ละชื่อเกรดตาม GOST และระบุความหนาแน่นที่สอดคล้องกันเป็น g / cm3 ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิหลอมเหลว ในการกำหนดค่าทางกายภาพของความหนาแน่นจำเพาะในหน่วย kg / m3 คุณต้องคูณค่าตารางใน g / cm3 ด้วย 1,000 ตัวอย่างเช่น วิธีนี้คุณสามารถค้นหาความหนาแน่นของธาตุเหล็ก - 7850 kg / m3

โลหะเหล็กทั่วไปที่สุดคือเหล็ก ค่าความหนาแน่น - 7.85 g/cm3 ถือได้ว่าเป็นความถ่วงจำเพาะของโลหะเหล็กที่มีธาตุเหล็ก โลหะเหล็กในตาราง ได้แก่ เหล็ก แมงกานีส ไททาเนียม นิกเกิล โครเมียม วานาเดียม ทังสเตน โมลิบดีนัม และโลหะผสมของเหล็ก เช่น เหล็กกล้าไร้สนิม (ความหนาแน่น 7.7-8.0 g / cm3) เหล็กกล้า ( ความหนาแน่น 7.85 ก. /cm3) ส่วนใหญ่ใช้เหล็กหล่อ (ความหนาแน่น 7.0-7.3 g/cm3) โลหะที่เหลือถือเป็นโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก เช่นเดียวกับโลหะผสมที่ยึดตามพวกมัน โลหะอโลหะในตารางประกอบด้วยประเภทต่อไปนี้:

− แสง - แมกนีเซียม อะลูมิเนียม

− โลหะมีค่า (ล้ำค่า) - ทองคำขาว ทองคำ เงิน และทองแดงกึ่งมีค่า

− โลหะหลอมเหลว – สังกะสี ดีบุก ตะกั่ว

ความถ่วงจำเพาะของโลหะนอกกลุ่มเหล็ก

เมื่อรีดช่องว่างจากโลหะที่ไม่ใช่เหล็ก ก็ยังจำเป็นต้องรู้ให้แน่ชัด องค์ประกอบทางเคมีเนื่องจากคุณสมบัติทางกายภาพขึ้นอยู่กับมัน
ตัวอย่างเช่น หากอลูมิเนียมมีสิ่งเจือปน (อย่างน้อยภายใน 1%) ของซิลิกอนหรือเหล็ก ลักษณะของพลาสติกของโลหะดังกล่าวจะแย่ลงมาก
ข้อกำหนดอีกประการหนึ่งสำหรับการรีดร้อนของโลหะที่ไม่ใช่เหล็กคือการควบคุมอุณหภูมิของโลหะที่แม่นยำอย่างยิ่ง ตัวอย่างเช่น สังกะสีต้องใช้อุณหภูมิ 180 องศาอย่างเคร่งครัดในระหว่างการรีด - หากสูงกว่าหรือต่ำกว่าเล็กน้อยเล็กน้อย โลหะตามอำเภอใจจะสูญเสียความเป็นพลาสติกอย่างรวดเร็ว
ทองแดงมีความ "ภักดี" มากกว่าต่ออุณหภูมิ (สามารถรีดได้ที่ 850 - 900 องศา) แต่ต้องใช้บรรยากาศออกซิไดซ์ (ที่มีปริมาณออกซิเจนสูง) ในเตาหลอม มิฉะนั้นจะเปราะ

ตารางความถ่วงจำเพาะของโลหะผสม

ความถ่วงจำเพาะของโลหะมักถูกกำหนดในห้องปฏิบัติการ แต่ในรูปแบบบริสุทธิ์ พวกมันไม่ค่อยได้ใช้ในการก่อสร้าง การใช้โลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็กและโลหะผสมเหล็กนั้นพบได้บ่อยกว่ามาก ซึ่งแบ่งออกเป็นประเภทเบาและหนักตามแรงโน้มถ่วงจำเพาะ

โลหะผสมเบาถูกใช้อย่างแข็งขันในอุตสาหกรรมสมัยใหม่เนื่องจากมีความแข็งแรงสูงและมีคุณสมบัติในอุณหภูมิสูง คุณสมบัติทางกล. โลหะหลักของโลหะผสมดังกล่าว ได้แก่ ไททาเนียม อะลูมิเนียม แมกนีเซียม และเบริลเลียม แต่โลหะผสมที่มีแมกนีเซียมและอลูมิเนียมไม่สามารถนำมาใช้ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงและที่อุณหภูมิสูงได้

โลหะผสมหนักขึ้นอยู่กับทองแดง ดีบุก สังกะสี และตะกั่ว ในบรรดาโลหะผสมหนักในหลายอุตสาหกรรม ทองแดงถูกนำมาใช้ (โลหะผสมของทองแดงกับอลูมิเนียม, โลหะผสมของทองแดงกับดีบุก, แมงกานีสหรือเหล็ก) และทองเหลือง (โลหะผสมของสังกะสีและทองแดง) รายละเอียดทางสถาปัตยกรรมและอุปกรณ์สุขภัณฑ์ผลิตจากโลหะผสมเกรดเหล่านี้

ตารางอ้างอิงด้านล่างแสดงลักษณะเชิงคุณภาพหลักและความถ่วงจำเพาะของโลหะผสมทั่วไป รายการนี้มีข้อมูลเกี่ยวกับความหนาแน่นของโลหะผสมหลักที่อุณหภูมิแวดล้อม 20°C

ความหนาแน่นของโลหะและโลหะผสมที่แสดงในตารางจะช่วยให้คุณคำนวณน้ำหนักของผลิตภัณฑ์ได้ เทคนิคในการคำนวณมวลของชิ้นส่วนคือการคำนวณปริมาตร จากนั้นคูณด้วยความหนาแน่นของวัสดุที่ผลิต ความหนาแน่นคือมวลของโลหะหรือโลหะผสมหนึ่งลูกบาศก์เซนติเมตรหรือลูกบาศก์เมตร ค่ามวลที่คำนวณด้วยเครื่องคิดเลขโดยใช้สูตรอาจแตกต่างจากค่าจริงหลายเปอร์เซ็นต์ นี่ไม่ใช่เพราะสูตรไม่แน่นอน แต่เพราะในชีวิตทุกอย่างซับซ้อนกว่าในวิชาคณิตศาสตร์เล็กน้อย: มุมฉากไม่ถูกต้องนัก วงกลมและทรงกลมไม่เหมาะ การเสียรูปของชิ้นงานในระหว่างการดัด การไล่ และการต่อย นำไปสู่ความหนาที่ไม่สม่ำเสมอ และคุณสามารถแสดงรายการส่วนเบี่ยงเบนอื่นๆ จากอุดมคติได้ ตีล่าสุดเราใช้ความพยายามเพื่อความถูกต้อง การเจียรและการขัดเงา ซึ่งนำไปสู่การสูญเสียน้ำหนักที่คาดการณ์ได้ไม่ดีของผลิตภัณฑ์ ดังนั้นค่าที่ได้รับควรถือเป็นตัวบ่งชี้

มาใส่ถังเหล็กและอลูมิเนียมที่มีปริมาตรเท่ากันบนตาชั่ง (รูปที่ 122) ความสมดุลของตาชั่งถูกรบกวน ทำไม

ข้าว. 122

บรรลุเป้าหมาย งานห้องปฏิบัติการคุณวัดน้ำหนักตัวโดยเปรียบเทียบมวลของ kettlebells กับน้ำหนักตัว เมื่อตุ้มน้ำหนักอยู่ในสภาวะสมดุล มวลเหล่านี้มีค่าเท่ากัน ความไม่สมดุลหมายถึงมวลของร่างกายไม่เท่ากัน มวลของกระบอกสูบเหล็กมากกว่าของอลูมิเนียม แต่ปริมาตรของกระบอกสูบนั้นเท่ากัน ซึ่งหมายความว่าเหล็กที่มีปริมาตร (1 ซม. 3 หรือ 1 ม. 3) มีมวลมากกว่าอะลูมิเนียม

มวลของสารที่อยู่ในหน่วยปริมาตรเรียกว่า ความหนาแน่นของสาร. ในการหาความหนาแน่น คุณต้องหารมวลของสารด้วยปริมาตร ความหนาแน่นแสดงด้วยอักษรกรีก ρ (rho) แล้ว

ความหนาแน่น = มวล/ปริมาตร

ρ = ม./V.

หน่วยความหนาแน่น SI คือ 1 กก./ม. 3. ความหนาแน่นของสารต่างๆ ถูกกำหนดโดยการทดลองและแสดงไว้ในตารางที่ 1 รูปที่ 123 แสดงมวลของสารที่คุณรู้จักในปริมาตร V = 1 m 3

ข้าว. 123

ความหนาแน่นของสารที่เป็นของแข็ง ของเหลว และก๊าซ
(ที่ความดันบรรยากาศปกติ)

จะเข้าใจได้อย่างไรว่าความหนาแน่นของน้ำ ρ \u003d 1,000 กก. / ลบ.ม. 3? คำตอบสำหรับคำถามนี้มาจากสูตร มวลของน้ำในปริมาตร V \u003d 1 m 3 เท่ากับ m \u003d 1,000 kg

จากสูตรความหนาแน่น มวลของสาร

ม = ρV.

จากวัตถุสองชิ้นที่มีปริมาตรเท่ากัน วัตถุที่มีความหนาแน่นมากกว่าจะมีมวลมากกว่า

การเปรียบเทียบความหนาแน่นของเหล็ก ρ w = 7800 kg / m 3 และอลูมิเนียม ρ al = 2700 kg / m 3 เราเข้าใจดีว่าทำไมในการทดลอง (ดูรูปที่ 122) มวลของทรงกระบอกเหล็กจึงมากกว่ามวล ของกระบอกสูบอะลูมิเนียมที่มีปริมาตรเท่ากัน

หากวัดปริมาตรของร่างกายเป็นซม. 3 สะดวกในการใช้ค่าความหนาแน่นของมวลร่างกายเพื่อกำหนดมวลของร่างกาย ρ ซึ่งแสดงเป็น g / cm 3

สูตรความหนาแน่นของสาร ρ = m/V ใช้สำหรับวัตถุที่เป็นเนื้อเดียวกัน กล่าวคือ สำหรับวัตถุที่ประกอบด้วยสารเดียว สิ่งเหล่านี้คือวัตถุที่ไม่มีโพรงอากาศหรือไม่มีสิ่งเจือปนของสารอื่น ความบริสุทธิ์ของสารจะพิจารณาจากค่าความหนาแน่นที่วัดได้ ตัวอย่างเช่น มีโลหะราคาถูกเพิ่มเข้ามาในทองคำแท่งหรือไม่?

คิดแล้วตอบ

1. ความสมดุลของเครื่องชั่งจะเปลี่ยนไปอย่างไร (ดูรูปที่ 122) หากวางกระบอกไม้ที่มีปริมาตรเท่ากันไว้บนถ้วยแทนกระบอกสูบเหล็ก
2. ความหนาแน่นคืออะไร?
3. ความหนาแน่นของสารขึ้นอยู่กับปริมาตรของสารหรือไม่? จากมวล?
4. วัดความหนาแน่นในหน่วยใด
5. จะเปลี่ยนจากหน่วยความหนาแน่น g/cm 3 เป็นหน่วยความหนาแน่น kg/m 3 ได้อย่างไร

น่ารู้!

ตามกฎแล้วสารในสถานะของแข็งมีความหนาแน่นมากกว่าในสถานะของเหลว ข้อยกเว้นสำหรับกฎนี้คือน้ำแข็งและน้ำซึ่งประกอบด้วยโมเลกุล H 2 O ความหนาแน่นของน้ำแข็งคือ ρ = 900 kg / m 3 ความหนาแน่นของน้ำ? \u003d 1,000 กก. / ม. 3 ความหนาแน่นของน้ำแข็งน้อยกว่าความหนาแน่นของน้ำ ซึ่งบ่งชี้ว่ามีการรวมตัวของโมเลกุลที่มีความหนาแน่นน้อยกว่า (กล่าวคือ มีระยะห่างระหว่างกันมาก) ในสถานะของแข็งของสสาร (น้ำแข็ง) มากกว่าในสถานะของเหลว (น้ำ) ในอนาคต คุณจะได้พบกับสิ่งผิดปกติ (ความผิดปกติ) ที่น่าสนใจอื่นๆ ในคุณสมบัติของน้ำ

ความหนาแน่นเฉลี่ยของโลกอยู่ที่ประมาณ 5.5 g/cm3 ข้อเท็จจริงนี้และข้อเท็จจริงอื่นๆ ที่วิทยาศาสตร์ทราบทำให้สามารถสรุปผลเกี่ยวกับโครงสร้างของโลกได้ ความหนาของเปลือกโลกเฉลี่ยประมาณ 33 กม. เปลือกโลกประกอบด้วยดินและหินเป็นส่วนใหญ่ ความหนาแน่นเฉลี่ยของเปลือกโลกคือ 2.7 g / cm 3 และความหนาแน่นของหินที่วางอยู่ใต้เปลือกโลกโดยตรงคือ 3.3 g / cm 3 แต่ค่าทั้งสองนี้น้อยกว่า 5.5 g/cm 3 นั่นคือน้อยกว่าความหนาแน่นเฉลี่ยของโลก จากนี้ไปความหนาแน่นของสสารที่อยู่ในส่วนลึกของโลกนั้นมากกว่าความหนาแน่นเฉลี่ยของโลก นักวิทยาศาสตร์แนะนำว่าในใจกลางโลก ความหนาแน่นของสสารถึง 11.5 g/cm3 นั่นคือ เข้าใกล้ความหนาแน่นของตะกั่ว

ความหนาแน่นเฉลี่ยของเนื้อเยื่อในร่างกายมนุษย์คือ 1,036 กก. / ลบ.ม. 3 ความหนาแน่นของเลือด (ที่ t = 20 ° C) คือ 1050 กก. / ม. 3

ไม้บัลซ่ามีไม้ความหนาแน่นต่ำ (น้อยกว่าไม้ก๊อก 2 เท่า) แพเข็มขัดชูชีพทำจากมัน ในคิวบามีต้นเอคิโนมีนาที่มีหนามเติบโตซึ่งเป็นไม้ที่มีความหนาแน่นน้อยกว่าความหนาแน่นของน้ำ 25 เท่าเช่น ρ = 0.04 g / cm 3 ต้นงูมีเนื้อไม้หนาแน่นมาก ไม้จมน้ำเหมือนหิน

ทำเองได้ที่บ้าน

วัดความหนาแน่นของสบู่ เมื่อต้องการทำเช่นนี้ ให้ใช้สบู่ก้อนสี่เหลี่ยม เปรียบเทียบค่าความหนาแน่นที่คุณวัดกับค่าที่เพื่อนร่วมชั้นได้รับ ค่าความหนาแน่นที่ได้รับเท่ากันหรือไม่? ทำไม

น่ารู้

ในช่วงชีวิตของอาร์คิมิดีสนักวิทยาศาสตร์ชาวกรีกโบราณที่มีชื่อเสียง (รูปที่ 124) ตำนานถูกสร้างขึ้นเกี่ยวกับเขาซึ่งเป็นเหตุผลที่สิ่งประดิษฐ์ของเขาที่ทำให้คนรุ่นเดียวกันประหลาดใจ หนึ่งในตำนานกล่าวว่ากษัตริย์แห่งซีราคูซาน Heron II ขอให้นักคิดพิจารณาว่ามงกุฎของเขาทำจากทองคำบริสุทธิ์หรือนักอัญมณีผสมเงินจำนวนมากเข้าไว้ แน่นอน มงกุฎควรจะไม่บุบสลาย อาร์คิมิดีสหามวลของมงกุฎได้ไม่ยาก การวัดปริมาตรของเม็ดมะยมอย่างแม่นยำเป็นเรื่องยากกว่ามาก เพื่อคำนวณความหนาแน่นของโลหะที่ใช้หล่อและพิจารณาว่าเป็นทองคำบริสุทธิ์หรือไม่ ปัญหาคือมันมีรูปร่างผิด!

ข้าว. 124

ครั้งหนึ่งอาร์คิมิดีสซึ่งหมกมุ่นอยู่กับความคิดเกี่ยวกับมงกุฎ กำลังอาบน้ำอยู่ ซึ่งเขามีความคิดที่ยอดเยี่ยม ปริมาตรของเม็ดมะยมสามารถกำหนดได้โดยการวัดปริมาตรของน้ำที่ถูกแทนที่ (คุณคงคุ้นเคยกับวิธีการวัดปริมาตรของตัวเรือนที่มีรูปร่างไม่สม่ำเสมอ) เมื่อพิจารณาปริมาตรของเม็ดมะยมและมวลของมงกุฎแล้ว อาร์คิมิดีสได้คำนวณความหนาแน่นของสารที่ผู้ทำอัญมณีทำมงกุฎ

ตามตำนานเล่าว่าความหนาแน่นของวัสดุมงกุฎนั้นน้อยกว่าความหนาแน่นของทองคำบริสุทธิ์ และนักอัญมณีที่ไม่ซื่อสัตย์ถูกจับได้ว่าโกง

การออกกำลังกาย

1. ความหนาแน่นของทองแดงคือ ρ m = 8.9 g / cm 3 และความหนาแน่นของอลูมิเนียมคือ ρ al = 2700 kg / m 3 สารใดมีความหนาแน่นมากกว่าและเท่าใด
2. กำหนดมวลของแผ่นพื้นคอนกรีตซึ่งมีปริมาตรเท่ากับ V = 3.0 ม. 3
3. ลูกบอลปริมาตร V = 10 ซม. 3 ทำมาจากสารอะไร ถ้ามีมวลเป็น m = 71 กรัม?
4. กำหนดมวลของบานหน้าต่างที่มีความยาว a = 1.5 ม. สูง b = 80 ซม. และความหนา c = 5.0 มม.
5. มวลรวม N = เหล็กมุงหลังคาที่เหมือนกัน 7 แผ่น m = 490 กก. ขนาดแผ่นละ 1 x 1.5 ม. กำหนดความหนาของแผ่น
6. กระบอกเหล็กและอลูมิเนียมมีพื้นที่เท่ากัน ภาพตัดขวางและมวลชน กระบอกสูบใดมีความสูงมากกว่าและเท่าไหร่?

หน่วยวัด

ความหนาแน่นของอลูมิเนียมและวัสดุอื่น ๆ - นี่คือปริมาณทางกายภาพที่กำหนดอัตราส่วนของมวลของวัสดุต่อปริมาตรที่ถูกครอบครอง

• หน่วยการวัดความหนาแน่นในระบบ SI คือ kg/m 3
• สำหรับความหนาแน่นของอลูมิเนียมมักใช้มิติข้อมูล g / cm 3 ที่อธิบายได้มากกว่า

ความหนาแน่นของอลูมิเนียมเป็นกก. / ม. 3มากกว่าพันเท่าใน g / sม. 3

แรงดึงดูดเฉพาะ

ในการประเมินปริมาณของวัสดุต่อหน่วยปริมาตร มักใช้หน่วยการวัดที่ไม่เป็นระบบ แต่มีคำอธิบายมากกว่าในฐานะ "ความถ่วงจำเพาะ" ต่างจากความหนาแน่น ความถ่วงจำเพาะไม่ใช่หน่วยวัดสัมบูรณ์ ความจริงก็คือมันขึ้นอยู่กับขนาดของความเร่งโน้มถ่วง g ซึ่งแตกต่างกันไปตามตำแหน่งบนโลก

ความหนาแน่นเทียบกับอุณหภูมิ

ความหนาแน่นของวัสดุขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ มักจะลดลงตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น ในทางกลับกัน ปริมาตรจำเพาะ - ปริมาตรต่อหน่วยมวล - เพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าการขยายตัวทางความร้อน โดยปกติจะแสดงเป็นค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน ซึ่งจะทำให้ความยาวต่อองศาของอุณหภูมิเปลี่ยนแปลงไป เช่น mm / mm / ºС การเปลี่ยนแปลงความยาวจะวัดและนำไปใช้ได้ง่ายกว่าการเปลี่ยนแปลงปริมาตร

ปริมาณเฉพาะ

ปริมาตรจำเพาะของวัสดุคือส่วนกลับของความหนาแน่น แสดงค่าปริมาตรต่อหน่วยมวลและมีขนาด ม. 3 /กก. ตามปริมาตรจำเพาะของวัสดุ จะสะดวกในการสังเกตการเปลี่ยนแปลงของความหนาแน่นของวัสดุระหว่างการทำความร้อนและความเย็น

รูปด้านล่างแสดงการเปลี่ยนแปลงในปริมาตรจำเพาะของวัสดุต่างๆ (โลหะบริสุทธิ์ โลหะผสม และวัสดุอสัณฐาน) ด้วยอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น ส่วนแบนของกราฟคือการขยายตัวทางความร้อนสำหรับวัสดุทุกประเภทในสถานะของแข็งและของเหลว เมื่อหลอมโลหะบริสุทธิ์ ปริมาตรจำเพาะจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว (ความหนาแน่นลดลง) เมื่อหลอมโลหะผสม โลหะผสมจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วเมื่อละลายในช่วงอุณหภูมิ วัสดุอสัณฐานเมื่อหลอมเหลว (ที่อุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้ว) จะเพิ่มค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน

ความหนาแน่นของอลูมิเนียม

ความหนาแน่นตามทฤษฎีของอะลูมิเนียม

ความหนาแน่น องค์ประกอบทางเคมีกำหนดโดยเลขอะตอมและปัจจัยอื่นๆ เช่น รัศมีอะตอมและวิธีบรรจุอะตอม ตู่ ความหนาแน่นตามทฤษฎีของอะลูมิเนียมที่อุณหภูมิห้อง (20 °C) ตามพารามิเตอร์ตาข่ายอะตอมคือ:

• 2698.72 กก. / ม. 3

ความหนาแน่นของอะลูมิเนียม: ของแข็งและของเหลว

กราฟของความหนาแน่นของอะลูมิเนียมกับอุณหภูมิแสดงในรูปด้านล่าง:

• เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ความหนาแน่นของอะลูมิเนียมจะลดลง
• เมื่ออะลูมิเนียมผ่านจากของแข็งไปเป็นของเหลว ความหนาแน่นของอะลูมิเนียมจะลดลงอย่างกะทันหันจาก 2.55 เป็น 2.34 ก./ซม. 3

ความหนาแน่นของอลูมิเนียมในสถานะของเหลว - หลอมเหลว 99.996% - ที่อุณหภูมิต่างๆ แสดงไว้ในตาราง

โลหะผสมอลูมิเนียม

ผลของยาสลบ

ความแตกต่างในความหนาแน่นของโลหะผสมอลูมิเนียมที่แตกต่างกันนั้นเกิดจากการที่พวกมันมีองค์ประกอบการผสมที่แตกต่างกันและในปริมาณที่แตกต่างกัน ในทางกลับกัน องค์ประกอบอัลลอยบางประเภทจะเบากว่าอะลูมิเนียม ในขณะที่บางองค์ประกอบจะหนักกว่า

องค์ประกอบการผสมจะเบากว่าอลูมิเนียม:

• ซิลิคอน (2.33 ก./ซม.³),
• แมกนีเซียม (1.74 g/cm³),
• ลิเธียม (0.533 ก./ซม.³)

การผสมองค์ประกอบที่หนักกว่าอลูมิเนียม:

• เตารีด (7.87 g/cm³),
• แมงกานีส (7.40 g/cm³),
• ทองแดง (8.96 g/cm³),
• สังกะสี (7.13 ก./ซม.³)

ผลของธาตุผสมต่อความหนาแน่นของโลหะผสมอะลูมิเนียมแสดงกราฟในรูปด้านล่าง

ความหนาแน่นของโลหะผสมอลูมิเนียมอุตสาหกรรม

ความหนาแน่นของอะลูมิเนียมและโลหะผสมอะลูมิเนียมที่ใช้ในอุตสาหกรรมแสดงไว้ในตารางด้านล่างสำหรับสภาวะการอบอ่อน (O) ในระดับหนึ่ง ขึ้นอยู่กับสถานะของโลหะผสม โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับโลหะผสมอะลูมิเนียมที่ชุบแข็งด้วยความร้อน

อะลูมิเนียม-ลิเธียมอัลลอย

อะลูมิเนียม-ลิเธียมอัลลอยที่มีชื่อเสียงมีความหนาแน่นน้อยที่สุด

• ลิเธียมเป็นธาตุโลหะที่เบาที่สุด
• ความหนาแน่นของลิเธียมที่อุณหภูมิห้องคือ 0.533 g/cm³ - โลหะนี้สามารถลอยในน้ำได้!
• ทุกๆ 1% ลิเธียมในอะลูมิเนียม ลดความหนาแน่น 3%
• ทุกๆ 1% ลิเธียมจะเพิ่มโมดูลัสยืดหยุ่นของอลูมิเนียมขึ้น 6% สิ่งนี้สำคัญมากสำหรับการสร้างเครื่องบินและเทคโนโลยีอวกาศ

โลหะผสมอลูมิเนียม - ลิเธียมอุตสาหกรรมยอดนิยมคือโลหะผสม 2090, 2091 และ 8090:

• ปริมาณลิเธียมเล็กน้อยในโลหะผสม 2090 คือ 1.3% และความหนาแน่นเล็กน้อยคือ 2.59 g/cm3
• ล้อแม็ก 2091 มีปริมาณลิเธียมเล็กน้อย 2.2% และความหนาแน่นเล็กน้อย 2.58 g/cm3
• โลหะผสม 8090 ที่มีปริมาณลิเธียม 2.0% มีความหนาแน่น 2.55 g/cm3

ความหนาแน่นของโลหะ

ความหนาแน่นของอะลูมิเนียมเมื่อเทียบกับความหนาแน่นของโลหะเบาอื่นๆ:

• อะลูมิเนียม: 2.70 ก./ซม. 3
• ไททาเนียม: 4.51 g/cm3
• แมกนีเซียม: 1.74 ก. / ซม. 3
• เบริลเลียม: 1.85 ก. / ซม. 3

ที่มา:
1. อะลูมิเนียมและอะลูมิเนียมอัลลอย ASM International, 1993
2. พื้นฐานของการผลิตสมัยใหม่ – วัสดุ กระบวนการ และระบบ /Mikell P. Groover – JOHN WILEY & SONS, INC., 2010

ตารางแสดงความหนาแน่น (ความถ่วงจำเพาะ) การนำความร้อน ความจุความร้อนจำเพาะ และคุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์อื่นๆ ของปรอทปรอท ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ คุณสมบัติดังต่อไปนี้ของโลหะนี้ได้รับ: ความหนาแน่น, ความจุความร้อนจำเพาะมวล, ค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อน, การกระจายความร้อน, ความหนืดจลนศาสตร์, ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน (CTE), ความต้านทานไฟฟ้า คุณสมบัติของปรอทถูกระบุในช่วงอุณหภูมิตั้งแต่ 100 ถึง 1100 K

ความหนาแน่นของปรอทอยู่ที่ 13540 กก. / ลบ.ม. ที่อุณหภูมิห้อง- เป็นค่าที่ค่อนข้างสูงคือ 13.5 เท่าตัว ดาวพุธมีน้ำหนักมากที่สุด ความหนาแน่นของปรอทลดลงเมื่อได้รับความร้อน ปรอทจะมีความหนาแน่นน้อยลง ตัวอย่างเช่น ที่ 1000K (727°C) ความถ่วงจำเพาะของปรอทลดลงเป็น 11830 kg/m 3

เฉพาะเจาะจง ความจุความร้อนของปรอทคือ 139 J/(กก. องศา)ที่ 300 K และขึ้นอยู่กับอุณหภูมิเล็กน้อย - เมื่อปรอทถูกทำให้ร้อนความจุความร้อนจะลดลง

ค่าการนำความร้อนของปรอทที่อุณหภูมิติดลบต่ำมี มูลค่าสูงที่อุณหภูมิ 250 K ค่าการนำความร้อนของปรอทจะน้อยที่สุด โดยจะเพิ่มขึ้นตามมาเมื่อโลหะนี้ถูกทำให้ร้อน

การพึ่งพาความหนืด หมายเลข Prandtl และความต้านทานไฟฟ้าของปรอทนั้นอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น ค่าของคุณสมบัติของสารปรอทเหล่านี้จะลดลง การกระจายความร้อนของปรอทเพิ่มขึ้นเมื่อถูกความร้อน

ควรสังเกตว่าปรอทมีค่ามาก ความสำคัญอย่างยิ่งของ KTRเมื่อเทียบกับ กล่าวอีกนัยหนึ่ง เมื่อถูกความร้อน ปรอทจะขยายตัวอย่างมาก คุณสมบัติของปรอทนี้ใช้ในการผลิตเทอร์โมมิเตอร์แบบปรอท

ความหนาแน่นของปรอท

ความหนาแน่นของปรอทสูงมากจนโลหะเช่นโรเดียมและอื่น ๆ ลอยอยู่ในนั้น โลหะหนัก. เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ความหนาแน่นของปรอทจะลดลง ด้านล่างคือ ตารางค่าความหนาแน่นของปรอทขึ้นอยู่กับอุณหภูมิที่ความดันบรรยากาศเป็นทศนิยมห้าตำแหน่ง ความหนาแน่นจะแสดงในช่วงอุณหภูมิตั้งแต่ 0 ถึง 800 องศาเซลเซียส ความหนาแน่นในตารางแสดงเป็น t/m 3 ตัวอย่างเช่น, ที่อุณหภูมิ 0 ° C ความหนาแน่นของปรอทเท่ากับ 13.59503 t / m 3 หรือ 13595.03 kg / m 3.

ตารางความดันไอปรอท

ตารางแสดงค่าความดันของไอปรอทอิ่มตัวในช่วงอุณหภูมิตั้งแต่ -30 ถึง 800 องศาเซลเซียส ปรอทมีความดันไอค่อนข้างสูงซึ่งขึ้นอยู่กับอุณหภูมิที่ค่อนข้างแรง ตัวอย่างเช่น ที่ 100°C ความดันไออิ่มตัวของปรอทตามตารางคือ 37.45 Pa และที่ 200°C จะเพิ่มขึ้นเป็น 2315 Pa