Materiya zichligi formulasi. Nisbiy zichlik formulalari

2024 Muallif: Angel Austin | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-02 17:58

Talabalar fizikada moddalarning massasi va hajmi tushunchasi bilan tanishgach, har qanday jismning zichlik deb ataladigan muhim xususiyatini o’rganadilar. Quyidagi maqola ushbu qiymatga bag'ishlangan. Zichlikning jismoniy ma'nosi haqidagi savollar quyida ochib berilgan. Zichlik formulasi ham berilgan. Uni eksperimental o'lchash usullari tasvirlangan.

Zichlik tushunchasi

Maqolani moddaning zichligi formulasini toʻgʻridan-toʻgʻri yozishdan boshlaylik. Bu shunday ko'rinadi:

r=m / V.

Bu erda m - ko'rib chiqilayotgan jismning massasi. U SI tizimida kilogrammda ifodalanadi. Vazifalarda va amaliyotda siz uning boshqa o'lchov birliklarini ham topishingiz mumkin, masalan, gramm yoki tonna.

Formuladagi V belgisi tananing geometrik parametrlarini tavsiflovchi hajmni bildiradi. U SIda kubometrda o'lchanadi, ammo kub kilometr, litr, millilitr va boshqalar ham ishlatiladi.

Zichlik formulasi moddaning birligida qancha massa borligini ko'rsatadihajmi. r qiymatidan foydalanib, ikki jismdan qaysi biri teng hajmlarda kattaroq vaznga ega bo'lishini yoki ikkita jismdan qaysi biri teng massaga ega bo'lgan katta hajmga ega bo'lishini taxmin qilish mumkin. Misol uchun, yog'och temirdan kamroq zichroq. Shuning uchun, bu moddalarning teng hajmlari bilan temirning massasi daraxt uchun bir xil qiymatdan sezilarli darajada oshadi.

Nisbiy zichlik tushunchasi

Bu miqdor nomining oʻzi shuni koʻrsatadiki, bir jism uchun oʻrganilayotgan qiymat boshqasi uchun oʻxshash xususiyatga nisbatan koʻrib chiqiladi. r_{r nisbiy zichlik formulasi quyidagicha ko'rinadi:}

r_r=r_s / r_0.

Bu erda r_s - o'lchangan materialning zichligi, r₀ - r _{qiymatiga nisbatan zichlik. r} o'lchanadi. Shubhasiz, r_{r oʻlchovsizdir. Bu oʻlchangan moddaning tanlangan standartdan necha marta zichroq ekanligini koʻrsatadi.}

Suyuqlik va qattiq moddalar uchun standart sifatida r₀ 4 ^oC haroratda distillangan suv uchun bu qiymatni tanlang. Aynan shu haroratda suv maksimal zichlikka ega bo'lib, hisob-kitoblar uchun qulay qiymat - 1000 kg/m^{3 yoki 1 kg/l.}

Gaz tizimlari uchun standart sifatida atmosfera bosimi va 0 haroratdagi havo zichligidan foydalanish odatiy holdir oC.

Zichlikning bosim va haroratga bog'liqligi

O'rganilayotgan qiymat ma'lum bir tana uchun doimiy emas,uning harorati yoki tashqi bosimini o'zgartirsangiz. Biroq, suyuqliklar va qattiq moddalar ko'p holatlarda siqilmaydi, ya'ni bosim o'zgarganda va harorat o'zgarganda ularning zichligi doimiy bo'lib qoladi.

Bosimning ta'siri quyidagicha namoyon bo'ladi: u ko'tarilganda o'rtacha atomlararo va molekulalararo masofalar kamayadi, bu esa hajm birligidagi moddaning mollari sonini oshiradi. Shunday qilib, zichlik ortib bormoqda. O'rganilayotgan xususiyatga bosimning aniq ta'siri gazlar holatida kuzatiladi.

Harorat bosimning teskari ta'siriga ega. Haroratning oshishi bilan materiya zarralarining kinetik energiyasi ortadi, ular faolroq harakatlana boshlaydi, bu esa ular orasidagi o'rtacha masofalarning oshishiga olib keladi. Oxirgi fakt zichlikning pasayishiga olib keladi.

Yana bu ta'sir suyuqliklar va qattiq moddalarga qaraganda gazlar uchun ko'proq namoyon bo'ladi. Ushbu qoidadan istisno mavjud - bu suv. 0-4 oS harorat oralig'ida uning zichligi qizdirilganda ortishi eksperimental tarzda aniqlangan.

Bir hil va bir jinsli jismlar

Yuqorida yozilgan zichlik formulasi koʻrib chiqilayotgan jism uchun oʻrtacha r ga toʻgʻri keladi. Agar biz unda kichik hajm ajratsak, u holda hisoblangan r_i oldingi qiymatdan katta farq qilishi mumkin. Bu fakt massaning hajm bo'yicha bir xil bo'lmagan taqsimlanishi mavjudligi bilan bog'liq. Bu holda, zichlikr_{i mahalliy deb nomlanadi.}

Moddaning bir xil taqsimlanmaganligi masalasini hisobga olsak, bir fikrga aniqlik kiritish qiziq tuyuladi. Biz atom shkalasiga yaqin elementar hajmni ko'rib chiqishni boshlaganimizda, o'rta uzluksizlik tushunchasi buziladi, ya'ni mahalliy zichlik xarakteristikasidan foydalanishning ma'nosi yo'q. Ma'lumki, atomning deyarli butun massasi uning yadrosida to'plangan bo'lib, uning radiusi taxminan 10^-13 metrga teng. Yadroning zichligi katta raqam bilan baholanadi. Bu 2, 310¹⁷ kg/m^3.

Zichlik o'lchovi

Yuqorida formulaga muvofiq zichlik massaning hajmga nisbatiga teng ekanligi ko`rsatilgan. Bu fakt tanani oddiygina tortish va uning geometrik parametrlarini o'lchash orqali belgilangan xususiyatni aniqlash imkonini beradi.

Agar tananing shakli juda murakkab bo'lsa, zichlikni aniqlashning universal usuli gidrostatik tortish bo'ladi. U Arximed kuchidan foydalanishga asoslangan. Usulning mohiyati oddiy. Tana avval havoda, keyin esa suvda tortiladi. Og'irlikdagi farq noma'lum zichlikni hisoblash uchun ishlatiladi. Buning uchun quyidagi formuladan foydalaning:

r=r_l P₀ / (P₀ - P l_),

qaerda P₀, P_l - havo va suyuqlikdagi tana vazni. Shunga ko'ra, r_{l - suyuqlikning zichligi.}

Zichlikni aniqlash uchun gidrostatik tortish usuli, afsonaga ko'ra, birinchi marta Sirakuza faylasufi tomonidan qo'llanilgan. Arximed. U tojning jismoniy yaxlitligini buzmasdan, uni yaratish uchun nafaqat oltin, balki boshqa kamroq zich metallar ham ishlatilganligini aniqlay oldi.