水的密度是多少?温度有关系吗?你怎么能算出其他物体和液体的密度?
在本指南中,我们将解释水的密度,提供一个图表,你可以用它来找到水在不同温度下的密度,并解释三种不同的计算密度的方法。
水的密度是多少?
密度是物质单位体积的质量。水的密度最多为1克/厘米3.,下面是不同单位的水的密度。
单位 | 水的密度 |
水的密度g/cm3. | 1克/厘米3. |
水的密度g/mL | 1克/毫升 |
水密度kg/m3. | 1000公斤/米3. |
水密度磅/英尺3. | 62.4磅/英尺3. |
水的密度是1,这不是巧合。密度是质量除以体积(ρ=m/v),水是建立质量公制单位的基础,即立方厘米(1cm)3.1毫升水重1克。
所以,1 g / 1厘米3.= 1克/厘米3.让水的密度更容易记住。然而,水的确切密度取决于该地区的气压和温度。这些密度的变化是非常微小的,所以除非你需要非常精确的计算,或者实验发生在一个极端温度/压力的区域,你可以继续使用1克/厘米3.水的密度。你可以看看下一节的图表,看看水的密度是如何随温度变化的。
注意,这些水密度值只适用于纯水。盐水(像海洋一样)有不同的密度,这取决于水中溶解的盐的多少。海水密度一般略高于纯水密度,约为1.02g/cm3.1.03克/厘米3..
不同温度下的水密度
下图显示了水的密度(克/厘米)3.)在不同的温度下,从水的冰点以下(-22°F/-30°C)到沸点(212°F/100°C)。
正如你在图表中看到的,水的密度只有1克/厘米3.39.2°F或4.0°C。一旦你到达水的凝固点(32°F/0°C)以下,水的密度下降是因为冰的密度比水小。这就是为什么冰会浮在水面上,而且当你把冰块放入一杯水中时,它们不会直接沉到水底。
图表还显示,对于室内科学实验室的典型温度范围(约50°F/10°C至70°F/21°C),水的密度非常接近1克/厘米3.这就是为什么除了最精确的密度计算外,所有的密度计算都使用这个值。直到温度在一个方向或另一个方向非常极端(接近冰点或沸点),水的温度才会变化到1克/厘米3.将不再是可以接受的准确。
温度(°F /°C) | 水密度(克/厘米3.) |
-22°、-30° | 0.98385 |
4°、-20° | 0.99355 |
14°、-10° | 0.99817 |
32°/ 0° | 0.99987 |
39.2°/ 4.0° | 1.00000 |
40°/ 4.4° | 0.99999 |
50°/ 10° | 0.99975 |
60°/ 15.6° | 0.99907 |
70°/ 21° | 0.99802 |
80°/ 26.7° | 0.99669 |
90°/ 32.2° | 0.99510 |
100°/ 37.8° | 0.99318 |
120°/ 48.9° | 0.98870 |
140°/ 60° | 0.98338 |
160°/ 71.1° | 0.97729 |
180°/ 82.2° | 0.97056 |
200°/ 93.3° | 0.96333 |
212°、100° | 0.95865 |
来源:美国地质调查局
如何计算物质的密度
你知道水在不同温度下的密度,但如果你想求非水物质的密度呢?这其实很容易做到!
你可以用任何物质的质量除以体积来求其密度。密度的公式是:ρ=m/v,用符号ρ(发音为“rho”)来表示密度。
有三种主要的方法来计算密度,这取决于你是想要找到一个规则形状的物体的密度,一个不规则的物体,还是液体的密度,如果你有像比重计这样的特殊工具。
计算一个规则物体的密度
对于规则的物体(其表面是标准多边形的物体,如正方形、矩形、三角形等),您可以相当容易地计算质量和体积。物体的质量就是它的重量,所有规则多边形都有一个公式,根据它们的长、宽和高来确定它们的体积。
例如,假设你有一块重865g的矩形铝,尺寸为10cm x 8cm x 4cm。首先,通过长、宽、高的乘积(这是矩形的体积方程),你可以求出铝片的体积。
V = 10cm x 8cm x 4cm = 320 cm3.
接下来,用质量除以体积得到密度(ρ=m/v)。
865克/ 320厘米3.= 2.7克/厘米3.
所以铝的密度是2.7克/厘米3.对于任何一块(纯的和固体的)铝,无论它的大小,都是如此。
计算液体或不规则物体的密度
如果物体形状不规则,你无法轻易计算出它的体积,你可以把它放在一个装满水的刻度圆筒里,然后测量它排开的水的体积,就可以找到它的体积。阿基米德原理指出,一个物体排开的液体体积等于它自身的体积。一旦你找到了体积,你就可以使用标准的ρ=m/v方程。
因此,如果你有一块不同的、不规则的铝,重550克,在一个刻度圆筒中排开204毫升的水,那么你的方程将是:ρ = 550g/204mL = 2.7g/mL。
如果你要计算的物质是液体的密度,你可以简单地把液体倒入刻度圆筒中,看看它的体积是多少,然后从那里计算密度。
用比重计计算液体密度
如果你想计算液体的密度,你也可以使用一种叫做比重计的仪器。比重计看起来像一个温度计,一端有一个大灯泡,使其浮动。
要使用比重计,你只需轻轻地把比重计放入液体中,直到比重计自己漂浮起来。找出液体表面的比重计的哪一部分,并读出比重计侧面的数字。这就是密度。液位计在密度小的液体中浮得低,在密度大的液体中浮得高。
水的密度是多少?
水的密度一般四舍五入为1克/厘米3.或1000公斤/米3.,除非你在做非常精确的计算或者在极端温度下进行实验。水的密度随温度的变化而变化,所以如果你做的实验接近或超过水的沸点或冰点,你需要使用不同的值来考虑密度的变化。蒸汽和冰的密度都比水小。
密度的方程是ρ=m/v。
为了测量物质的密度,你可以计算一个规则形状的物体的体积并以此为基础,测量液体的体积或不规则物体在刻度圆柱体中排开的液体量,或者使用比重计来测量液体的密度。
接下来是什么?
既然你知道了为什么水的密度是独一无二的,那么它的其他特征呢?找出为什么水的比热是特殊的.
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