Tetthet, Masse og Volum

Hvordan Tetthet, Masse og Volum Henger Sammen

Tetthet måler hvor mye masse som er pakket inn i et gitt volum — det er derfor en bowlingkule er så mye tyngre enn en badeball av samme størrelse. Angi to av tetthet, masse, eller volum, så finner denne kalkulatoren den tredje.

Formelen

$$\vC{\text{Tetthet}} = \frac{\vA{\text{Masse}}}{\vB{\text{Volum}}}$$ $$\vA{\text{Masse}} = \vC{\text{Tetthet}} \times \vB{\text{Volum}}$$ $$\vB{\text{Volum}} = \frac{\vA{\text{Masse}}}{\vC{\text{Tetthet}}}$$

Masse og volum har hver sin egen enhetsvelger (kg/g/lb og m³/L/ft³) — når det løses for tetthet, vises resultatet som en sammensatt enhet bygget direkte fra hvilke masse- og volumenheter du valgte (for eksempel lb/ft³), så det samsvarer alltid med enhetene du faktisk skrev inn.

Regneeksempel

En prøve som veier 500 gram med et volum på 200 liter:

1. Konverter til kanoniske SI-enheter: $\vA{500}\text{ g} = \vA{0,5}\text{ kg}$ og $\vB{200}\text{ L} = \vB{0,2}\text{ m}^3$ (siden 1 m³ = 1 000 L).
2. Tetthet: $\vA{0,5} \div \vB{0,2} = \vC{2,5}$ kg/m³.

Viktige Faktorer å Vurdere

• Temperatur og trykk påvirker begge et materiales sanne tetthet, spesielt for gasser og væsker. De fleste publiserte referanseverdier for tetthet gis ved en spesifikk standardtemperatur (ofte 20 °C eller 25 °C) — et objekt målt ved en svært annen temperatur kan ha en betydelig annen faktisk tetthet enn referanseverdien antyder, siden materialer generelt utvider seg litt når de varmes opp.
• Faste stoffer er generelt mye mindre komprimerbare enn væsker, og væsker mye mindre enn gasser. Dette er hvorfor en gass’s tetthet endrer seg dramatisk med trykk mens et fast stoffs knapt endrer seg i det hele tatt — tetthetssammenligninger på tvers av forskjellige tilstandsformer må ta hensyn til dette hvis presisjon betyr noe.
• Et uregelmessig formet objekts volum er vanskeligere å måle direkte enn massen. Å veie et objekt er vanligvis enkelt med en vekt, men å finne volumet krever ofte vannforskyvning eller en geometrisk beregning — nøyaktigheten til en beregnet tetthet er bare så god som den minst presise av de to målingene som inngår i den.
• Spesifikk vekt (relativ tetthet) sammenligner et stoffs tetthet med vannets, som et enkelt forhold. En spesifikk vekt større enn 1 betyr tettere enn vann (det synker); mindre enn 1 betyr mindre tett enn vann (det flyter) — dette er en relatert, enhetsløs måte enkelte felt uttrykker den samme underliggende egenskapen denne kalkulatoren beregner direkte på.

Vanlige Feil

• Å blande sammen masse og vekt. Masse (kg, g, lb som masseenhet) er hvor mye materie et objekt har; vekt er kraften tyngdekraften utøver på den massen. Tetthetsformelen bruker masse — på jorden samsvarer de to godt nok i dagligbruk til at dette sjelden gir feil svar, men det er verdt å vite at de faktisk ikke er det samme.
• Å glemme at den totale tettheten til et hult eller porøst objekt er lavere enn den sanne tettheten til materialet. En massiv stålkule og en hul stålkule er laget av samme materiale, men den hule har mindre masse ved samme ytre volum — denne kalkulatoren rapporterer tettheten som den innskrevne massen og volumet faktisk innebærer, ikke et materials referanseverdi fra en oppslagsbok.
• Å skrive inn volum basert på et objekts ytre mål i stedet for dets faktisk fortrengte volum. For et uregelmessig eller delvis hult objekt er det volumet som betyr noe for tettheten, det faktiske rommet materialet opptar, ikke boksen som omslutter det — måling ved vannforskyvning fanger dette riktig, et raskt anslag av lengde × bredde × høyde gjør det ofte ikke.

Godt å Vite

Denne kalkulatoren beholder alltid masse og volum i enhetene du faktisk skrev inn, og konverterer dem internt til SI-enheter (kilogram og kubikkmeter) bare for å utføre beregningen, og konverterer deretter resultatet tilbake — så et tetthetsresultat i lb/ft³ eller g/cm³ gjenspeiler dine egne enheter, ikke en tvungen konvertering til kg/m³. Hvis du trenger å sammenligne med en publisert referansetetthet (ofte oppgitt i g/cm³ eller kg/m³), er det som regel enklest å bytte masse- og volumenhetene dine til gram og kubikkcentimeter (eller kilogram og kubikkmeter) før du sammenligner, i stedet for å konvertere det endelige svaret for hånd.