Khối lượng riêng là gì? Công thức tính khối lượng riêng?
1. Khối lượng riêng là gì?
1.1 Khối lượng là gì?
Khối lượng là một đặc tính vật lý vừa là thước đo khả năng chống lại gia tốc của nó( sự thay đổi trạng thái
chuyển động của nó) khi một lực ròng được áp dụng ( Lực ròng là tổng tất cả các lực tác dụng lên một vật.
).Nó đồng thời cũng quyết định lực hút của vật này lên vật khác.
1.2 Khối lượng riêng là gì?
Khối lượng riêng hay còn được gọi là mật độ khối lượng là một đặc tính về mật đọ khối lượng trên một đơn
vị thể tích của vật đó. Đó là đại lượng được đo bằng thương số giữa khối lượng của một vật làm bằng chất
đó và thể tích của vật đó.
2. Công dụng của khối lượng riêng là gì?
Khối lượng riêng là khối lượng riêng của một đơn vị thể tích vật chất. Nó có ý nghĩa chung là so sánh
khối lượng, mức đọ nặng nhẹ của vật thể này đối với vật thể khác.
Trong công nghiệp cơ khí, khối lượng riêng được xem là yếu tố quan trọng để chọn vật liệu.
Trong vận tải đường thủy, khối lượng riêng được dùng để tính tỷ trọng các thành phần nước, dầu,
nhớt để phân bổ cho hợp lý vào các tàu để được cân
3. Công thức tính khối lượng riêng
- Khối lượng riêng của một chất trong vật được xác định bằng khối lượng của một thể tích vô cùng
nhỏ nằm tại vị trí đó chia cho thể tích vô cùng nhỏ này.
Đơn vị của khối lượng riêng là kilogam trên mét khối(kg/m3) theo hệ đo lường chuẩn theo hệ SI. Ngoài ra
người ta còn sử dụng đơn vị là gam trên centimet khối(g/cm3).
Trong thực tế người ta xác định khối lượng riêng của một vật nhằm xác định chính xác các chất cấu tạo nên
vật đó. Qua đó bằng cách đối chiếu kết quả các chất đã được tính trước đó bằng khối lượng riêng. Từ đó có
thể xác định được chất cấu tạo
1. Công thức tính khối lượng riêng :D=m/V Trong đó :
D là khối lượng riêng(kg/cm3)
m là khối lượng của vật (kg) V là thể tích (cm3)
Khi hợp chất là đồng chất thì khối lượng riêng tại mọi vị trí đều giống nhau và được tính bằng khối lượng riêng trung bình.
-Khối lượng riêng trung bình của một vật được tính bằng thương số giữa khối lượng và thể tích của
nó thường được ký hiệu là p( đọc là "rô" ) 2. p=m/V Trong đó :
p là khối lượng riêng trung bình m là khối lượng vật V là thể tích
Theo quy ước tỷ lệ mật độ hoặc khối lương riêng của một chất nào đó so với mật độ hoặc khối lượng
riêng của nước là 4 độ C thì được gọi là tỷ khối hoặc tỷ trọng của chất đó.
4. Bảng khối lượng riêng của một chất
- Khối lượng riêng của chất lỏng nước, mật ong, xăng, dầu hỏa ...
Khối lượng riêng của nước là 1000kg/m3
Thông thường các loại vật chất sẽ xảy ra hiện tượng giãn nở thể tích ở nhiệt độ cao, co lại ở nhiệt độ thấp.
Tuy nhiên nước khi ở 0 độ C nước sẽ bị đóng băng khiến thể tích tăng lên và khối lượng riêng của nước
giảm. Khối lượng riêng của nước đá là D=920kg/m3.
Theo nhiệt độ ta sẽ có khối lượng riêng cụ thể như sau:
Nhiệt độ Mật độ (tại 1 atm) 'C 'F kg/m3 0.0 32.0 999.8425 4.0 39.2 999.9750 10.0 50.0 999.7026 15.0 59.0 999.1026 17.0 62.6 999.7779 20.0 68.0 998.2071 25.0 77.0 997.0479 37.0 98.6 993.3316 100 212.0 958.3665
- Khối lượng riêng của một số chất khác
Loại chất lỏng Khối lượng riêng Mật ong 1,36 kg/lít Xăng 700 kg/m3 Dầu hỏa 800 kg /m3 Rượu 790 kg/m3 Nước biển 1030 kg /m3 Dầu ăn 800 kg/m3
- Khối lượng riêng của không khí Mật độ không khí
Khối lượng riêng của không khí ở o đọ C là 1,29 kh/m3
Khối lượng riêng của không khí ở 100 độ C là 1,85kg/m3
- Khối lượng riêng của chất rắn STT Chất rắn Khối lượng riêng(kg/m3) 1 Chì 11300 2 Sắt 7800 3 Nhôm 2700 4 Đá Khoảng 2600 5 Gạo Khoảng 1200 Gỗ xẻ nhóm II, III 1000 Gỗ xẻ nhóm IV 910 Gỗ xẻ nhóm V 770 Gỗ xẻ nhóm VI 710 Gỗ xẻ nhóm VII 670 6 Gỗ Gỗ xẻ nhóm VIII 550 Gỗ xẻ nhóm mới 770-1280 Gỗ xẻ nhóm khô 690-1030 Gỗ dán 600 Gỗ thông xẻ khô 480 7 Sứ 2300 8 Bạc 10500 9 Vàng 19031 10 Kẽm 6999 11 Đồng 8900 309S/310S/316(L)/305/321 7980
201/202/301/302/303/304(L)/305/321 7930 12 Inox 405/410/420 7750 409/430/434 7750 13 Thiếc 7100
5. Sự khác nhau giữa khối lượng riêng và trọng lượng riêng
5.1. Trọng lượng riêng là gì?
Trọng lượng của một mét khối của một chất nào đó được gọi là trọng lượng riêng của chất đó.
Đơn vị đo trọng lượng riêng: N/m3( Niu-tơn trên mét khối)
Trọng lượng riêng của vật thể được tính bằng công thức : d=P/V Trong đó:
d: trọng lượng riêng(N/m3) p: trọng lượng(N) V: thể tích( m3)
5.2. Sự khác nhau giữa khối lượn riêng và trọng lượng riêng
Trọng lượng riêng = Khối lượng riêng x 9.81 d = p x 9.81
Khối lượng riêng cần thiết để tính toán và so sánh mật độ của các chất. Từ việc so sánh mật độ sẽ
mang lại giá trị cho trọng lượng riêng. MỘt số ứng dụng của trọng lượng riêng là dự đoán khi một chất
đó có thể nổi hay chìm khi đặt trên một chất khác.
6. Phương pháp xác định khối lượng riêng của một chất
6.1. Sử dụng tỷ trọng kế
Tỷ trọng kế là dụng cụ thí nghiệm được dùng làm từ thủy tinh, có hình trụ, một đầu được gắn một quả
bóng, ở bên trong có chứa thủy ngân hoặc kim loại nặng giúp cho dụng cụ này thẳng đứng.
Tỷ trọng kế chỉ có thể đo chất làm mát, chất chống đông cho Ethylene glycol. Đối với Propylenen
Glycol có nồng độ lớn hơn70% thì không dùng tỷ trọng kế để đo do lúc này trọng lượng riêng sẽ giảm.
Đối với tỷ trọng kế nhiệt độ chuẩn là 20 độ C.
6.2. Sử dụng lực kế
Lực kế là dụng cụ dùng để đo lực. Việc đo này sử dụng trong nghiên cứu và phát triển, phòng thí nghiệm,
chất lượng, sản xuất và môi trường thực địa. Có hai loại lực kế hiện nay: Lực kế cơ học và lực kế kỹ thuật
số. Đồng hồ đo lực thường đo áp suất theo mức tăng ứng suất và các yếu tố phụ khác. Sử dụng lực kế để:
Tiến hành đo trọng lượng của vật bằng lực kế
Xác định thể tích bằng bình chia độ hoặc các vật dụng tương đương
Sử dụng công nghệ tính tổng quát để tính khối lượng riêng của vật đó. Nếu vật đó là đồng chất và
tinh khiết thì khối lượng riêng chính là khối lượng riêng của chất đó.
7. Bài tập áp dụng tính khối lượng
Câu 1. Một hộp sữa ông thọ có khối lượng riêng 0,397 kg, thể tích 0,32m3. Xác định khối lượng riêng của sữa chứa trong hộp.
Câu 2. Biết 10 lít cát có khối lượng 15 kg
a) Tính khối lượng của một tấn cát
b) Tính trọng lượng của một đống cát 3 m3
Câu 3. Một khôus sắt có thể tích là 40 dm3. Biết khối lượng riêng của sắt là 7800 kg/m3. Hãy tính khối
lượng và trọng lượng của khối sắt
Câu 4. Hãy xác định khối lượng riêng của một cục chì hình hộp chữ nhật có chiều dài 2 dm, rộng 10 cm,
cao 4 cm. Biết khối lượng riêng của chì là 11300 kg/m3.
Câu 5. Mỗi hòn gạch hai lỗ có khối lượng là 1,6 kg. Hòn gạch có thể tích 1200 cm3. Mỗi lỗ có thể tích là 192
cm3. Khối lượng riêng và trọng lượng riêng của gạch.
Câu 6. Một chai nước ngọt có ghi 400 g. Biết dung tích của chai nước là 300 cm3. Hãy tính khối lượng riêng
của nước ngọt trong chai theo đơn vị kg/m3
Câu 7. Biết khối lượng của dầu ăn là 800 kg/m3. Một can nhựa có khối lượng 500g đựng 2 lít dầu ăn có khối lượng bằng: A. 21 g B. 2,1 kg C. 21 kg D. 2,1 g
Câu 8. Khi treo một cái chai đựng 2 lít nước có một lực kế khi đó kim của lực kế chỉ 25 N, biết khối lượng
riêng của nước là 1000 kg/m3. Khi treo chai không đựng nước vào lực kế khi đó kin thực tế chỉ là : A. 5 N B. 50 N C. 0,5 N D. 500 N
Câu 9. Khi treo một cái chai đựng 2 lít nước vào một lực kế khi đó lực kế giãn ra 10 cm, và kim của lực kế
chỉ 25 N, biết khối lượng riêng của nước là 1000 kg/ m3 . Khi treo chai không đựng nước vào lực ké thì lực
kế giãn ra một đoạn là A. 1 cm B. 2 cm C. 3 cm D. 4 cm
Câu 10. Khi treo một cái chai đựng 1,5 dm3 dầu ăn vào một lực kế khi đó lực kế giãn ra 8 cm và kim của
lực kế chỉ 25 N, biết khối lượng riêng của dầu ăn là 800 kg/m3. Khi treo chai không đựng nước vào lực kế
thì lực kế giãn ra một đoạn là: A. 4,16 cm B. 4,16 m C. 41,6 cm D. 41,6
Câu 11. Một bình chia độ có dung tích 100cm3 độ chia nhỏ nhất là 1 cm3 chưa 70 cm3 , khi thả một hòn đá
vào bình thì mực nước dâng lên và tràn ra ngoài 15 cm3 nước. Hòn đá có khối lượng riêng là 91 g.
a) Thể tích của hòn đá?
b) Tính khối lượng riêng của hòn đá? Tính trọng lượng riêng của hòn đá?
Câu 12. Đặt vật A lên đĩa cân bên trái của cân Robecvan và các quả cân lên đĩa bên phải muốn cân bằng ta
phải đặt hai quả cân 1 kg, một quả cân 0,2 kg, một quả cân 100 g và hai quả cân 20 g. Tìm khối lượng của vật A?
Sau đó thả vật A không thấm nước vào một bình có thể tích 700 cm3 đang chứa 500 cm3 thì thấy nước
dâng lên và tràn ra 100 cm3. Tính thể tích của vật A ? Tính khối lượng riêng của vật A?