Как из объема перевести в массу

Как найти массу, зная плотность и объем

Например, железный куб с ребром 10 см имеет массу 7,8 кг, алюминиевый куб тех же размеров имеет массу 2,7 кг, а масса такого же куба изо льда 0,9 кг. Величина, характеризующая массу, приходящуюся на единичный объём данного вещества, называется плотностью. Плотность равна частному от массы тела и его объёма, т.е.

ρ = m/V, где ρ (читается «ро») плотность тела, m — его масса, V объём.

В Международной системе единиц СИ плотность измеряется в килограммах на кубический метр (кг/м3); также часто используются внесистемные единицы, например, грамм на кубический сантиметр (г/см3). Очевидно, 1 кг/м3 = 0,001 г/см3. Заметим, что при нагревании веществ их плотность уменьшается или (реже) увеличивается, но это изменение так незначительно, что при расчётах им пренебрегают.

Сделаем оговорку, что плотность газов непостоянна; когда говорится о плотности какого-нибудь газа, обычно имеется ввиду его плотность при 0 градусов по Цельсию и нормальном атмосферном давлении (760 миллиметров ртутного столба).

Узнаем как перевести объем в массу и наоборот

Объем и масса – две физические величины, которые присущи всем телам, находящимся в жидком, твердом и газообразном состояниях. Одной из частых задач в физике является перевод объема тела в его массу. Как перевести объем в массу, подробно описано в этой статье.

Онлайн конвертер массы, современные системы и единицы измерения массы

Единицы измерения массы позволяют определять ее для разных предметов. В России принято использовать такие единицы как: килограммы, граммы, декаграммы, миллиграммы и тонны. Однако массу могут измерять другими мерками — все зависит от системы мер и весов, принятой в конкретной стране. Чтобы быстро перевести величины из одних единиц измерения в другие используют конвертер массы.

Конвертер массы

Как переводить объем в массу. Понятие о массе

Любой предмет обладает массой и объемом. И это – аксиома. Но, помимо двух этих параметров, существует еще и третий – это плотность вещества, из которого состоит то или иное тело (жидкость). Зная плотность данного тела, достаточно легко перевести объем в массу .

  • Знать из таблицы плотности веществ именно ту плотность, которая характеризует вещество исходного тела.

Конвертер массы

Это — удобный сервис, посредством которого можно быстро перевести одни единицы измерения в другие, например, унции в граммы или старорусский берковец в пуды. Сервис простой в использовании и максимально точный.

Для перевода достаточно поставить количество и выбрать единицы измерения с которых и на которые собираемся конвертировать. Дальше нажимаем кнопку «Перевести» и конвертер массы выдаст точный результат.

Инструкция

Для наглядности стоит рассмотреть пример. Допустим, дан бетонный блок, объем которого равен 4 м?. Теперь, обращаясь к таблице плотности различных веществ, видно, что плотность вещества бетона составляет 2300 кг/м?

Теперь, согласно формуле нахождения массы тела, можно произвести расчет:
m = 2300*4 = 9200 кг.
Таким образом, масса бетонного блока объемом 4 м? составит 9,2 тонн.

Что такое масса тела и как ее измерить

Масса — это одна из основных величин в физике. Она относится к фундаментальным характеристикам материи и определяет такие свойства:

  • гравитационные,
  • инерционные,
  • энергетические.

Эта величина есть у всех объектов, независимо от размера — как у огромных, например, наша планета Земля, так и маленьких, например, атомов или элементарных частиц.

По определению масса — это мера количества вещества, содержащегося в объекте

На сегодняшний день, в физике общепринятой считается система единиц, где масса является основной и для нее разработан эталон. В Международной системе СИ — это килограмм.

Второй закон Ньютона

В качестве научного термина понятие массы впервые использовал в физике Исаак Ньютон. До этого исследователи употребляли только понятие веса. Именно Нютон предложил определилять количество вещества в физическом теле, как произведение плотности на объем и ввел новое понятие — масса.

Поскольку изучение кинетики включает в себя две основополагающих величины — длину и время, то в динамике необходимо применение третьей величины — массы. В классической динамике ученый предложил новую формулу, которая впоследствии получила название второго закона Ньютона. В ней используются такие параметры, как сила и масса, которая обозначается буквой m. Сама формула представлена в таком виде F=m*a, где F – это сила, приложенная к телу, a – ускорение.

Масса и вес

Массу часто путают с термином «вес». Хотя на Земле, по показаниям измерительных приборов, эти параметры могут быть идентичными, по физическим законам — это совершенно разные понятия.

  • Масса — это мера количества вещества, которое содержится в объекте.
  • Вес — это мера силы, которая равна силе притяжения объекта.

Масса не зависит от местоположения объекта, в то время, как вес находится в прямой зависимости от этого показателя.

Вес определяют по формуле: P=m*g, где m – масса, g – ускорение свободного падения (постоянная величина, возникающая в результате силы притяжения конкретной планеты, для Земли значение составляет 9,8 м/с, а для Луны — 1,63 м/с).

Для примера возьмем человека с весом 60 кг в обычных земных условиях. На Луне сила тяжести примерно в шесть раз меньше, чем на Земле. Следовательно, наш космонавт на Луне будет весить 60:6=10 кг. Поскольку масса зависит только от количества вещества, присутствующего в объекте, она не меняется в зависимости от местоположения. Масса человека на Земле и на Луне будет 60 кг. Если интересно сколько это будет в фунтах используйте конвертер массы.

Обратите внимание

Прежде чем делать перевод объема в массу, всегда нужно помнить, что единицы измерения должны быть переведены в систему СИ: килограммы и метры. Поэтому, если в исходных данных указаны единицы, отличные от тех, которые даны выше (например, граммы, миллиграммы, сантиметры, миллиметры), надо их переводить. Для их перевода надо знать:
1 кг. = 1000 гр. = 1000000 мг.
1 м. = 100 см. = 1000 мм.

Объем и масса – две физические величины, которые присущи всем телам, находящимся в жидком, твердом и газообразном состояниях. Одной из частых задач в физике является перевод объема тела в его массу. Как перевести объем в массу, подробно описано в этой статье.

Рассмотрим более сложный пример расчета

Слиток из двух металлов с плотностями ρ1 и ρ2 , имеет массу m и объём V. Определить объём этих металлов в слитке.

Решение. Пусть V1 объём первого металла, V2 объём второго металла. Тогда V1 + V2 = V; V1 = V V2; ρ1V1 + p2V2 = ρ1V1 + ρ2 (V V1) = m

Решив это уравнение относительно V1 , получаем:

Теперь найдём V2:

V2= V — (m ρ2V)/(ρ1 ρ2)

Ответ: объём первого тела равен (m ρ2V)/(ρ1 ρ2), второго V — (m ρ2V)/( ρ1 ρ2). Заметим, однако, что при ρ1 = ρ2 задача не имеет однозначного решения.

Понятие о массе

До рассмотрения вопроса о том, как перевести объем в массу, следует познакомиться также с массой тела.

Масса как физическая величина представляет собой количество вещества или материи и определяет инерционные свойства тел, то есть их способность приобретать ускорение, когда на них действует некоторая не нулевая внешняя сила. Масса, как и объем, является скалярной величиной и присуща любому объекту во Вселенной. Измеряется масса в СИ в килограммах. Один килограмм – это такая масса тела, при которой это тело приобретает ускорение в 1 м/с 2 при действии на него силы в 1 ньютон.

Часто массу путают с весом тела. Последний представляет собой силу, с которой тело давит на опору. Зная эту силу и характеристики гравитационного поля, в котором находится тело, в частности ускорение свободного падения, можно вычислить массу.

Не следует путать массу с количеством вещества, которое в СИ описывается в единицах моль. По сути моль – это число частиц вещества, поэтому разные тела, имеющие одинаковое число частиц (атомов, молекул), которые их образуют, в общем случае обладают разной массой.

Формула зависимости массы от объема и плотности

Для того, чтобы найти плотность жидкости или твердого вещества, существует базовая формула: плотность равна массе, поделенной на объем.

Записывается это так:

И из нее можно вывести еще две формулы.

Формулу для объема тела:

А также формулу для расчета массы:

Как видите, запомнить последнюю очень легко: это единственная формула, где две единицы нужно умножить.

Для запоминания этой зависимости можно использовать рисунок в виде «пирамидки», разделенной на три секции, в вершине которой находится масса, а в нижних углах – плотность и объем.

Несколько иначе обстоят дела с газами.

Рассчитать их вес гораздо сложнее, так как у газов нет постоянной плотности: они рассеиваются и занимают весь доступный им объем.

Для этого пригодится понятие молярной массы, которую можно найти, сложив массу всех атомов в формуле вещества при помощи данных из периодической таблицы.

Вторая единица, которая нам понадобится – количество вещества в молях. Его можно вычислить по уравнению реакции. Подробнее об этом можно узнать в рамках курса химии.

Другой способ нахождения мольного количества – через объем газа, который нужно поделить на 22,4 литра. Последнее число – это объемная постоянная, которую стоит запомнить.

В итоге, зная две предыдущие величины, мы можем определить массу газа:

где M – это молярная масса, а n – количество вещества.

Результат получится в граммах, поэтому для решения физических задач важно не забыть перевести его в килограммы, поделив на 1000. Числа в этой формуле часто могут оказываться достаточно сложными, поэтому для вычислений может понадобиться калькулятор.

Еще один нестандартный случай, с которым можно столкнуться – необходимость найти плотность раствора

. Для этого существует формула средней плотности, построенная аналогично формулам других средних величин.

Для двух веществ посчитать ее можно так:

Также из этой формулы можно вывести несколько других в зависимости от того, какие из величин известны по условию задачи.

Физическая величина плотность

Наконец, прежде чем переходить к вопросу о том, как перевести объем в массу, рассмотрим плотность – величину, которая непосредственно касается указанного вопроса.

В таких науках, как химия и физика, под плотностью некоторой субстанции понимают количество массы, которая заключена в определенном объеме. Поскольку объем и масса являются скалярными величинами, то и плотность также – скаляр. Обычно плотность обозначают греческой буквой ρ (ро).

Согласно приведенному определению, математически можно записать: ρ = m/V, где m – масса тела в килограммах, V – объем в кубических метрах, который занимает это тело. Это означает, что плотность измеряется в единицах кг/м 3 .

Плотность однородных и неоднородных тел

Приведенная в предыдущем пункте формула для определения плотности справедлива, если вещество в теле распределено равномерно. В таких случаях говорят о гомогенном, или однородном теле.

В случае же если тело является гетерогенным, то каждая его микрообласть характеризуется собственным значением плотности. В таких случаях для определения среднего значения плотности для всего тела необходимо измерить ее значение в каждом микроскопическом объеме тела, сложить полученные результаты и разделить на число проведенных измерений.

Отметим, что понятие плотности считается определенным до пространственных масштабов порядка 10 -8 м. На атомных масштабах понятие плотности теряет смысл, что связано с определенной структурой атома. Так, атом, состоящий из ядра и электронных оболочек, имеет радиус порядка 10 -10 м, размер ядра атома составляет порядка 10 -13 м, то есть радиус атома больше радиуса его ядра в 1000! Практически вся масса атома сосредоточена в его маленьком ядре, что приводит к огромным ядерным плотностям, они составляют порядка 10 17 кг/м 3 , то есть если бы удалось получить вещество, которое состояло бы только из атомных ядер, то 1 м 3 этого вещества имел бы массу 100 000 млрд тонн! Приблизительно такие плотности существуют во Вселенной в нейтронных звездах и черных дырах.

Как перевести объем в массу в физике?

Познакомившись с определением всех необходимых величин, непосредственно перейдем к ответу на вопрос статьи. Чтобы перевести объем в массу, воспользуемся определением плотности материи: ρ = m/V. Из этой формулы выражаем массу, получаем: m = ρ*V.

Таким образом, если известен объем тела и значение плотности вещества, из которого это тело состоит, то достаточно перемножить эти величины, чтобы получить массу тела, что является ответом на вопрос о том, как переводить объем в массу. Следует помнить, что перед тем, как перемножать объем и плотность, необходимо привести их к соответствующим единицам измерений, например к [м 3 ] и [кг/м 3 ] соответственно.

Наоборот, чтобы перевести массу в объем, формула подойдет следующая: V = m/ρ, то есть массу тела нужно поделить на его плотность.

Связь между объемом и массой для воды

Чтобы объем воды перевести в массу, следует воспользоваться приведенной выше формулой. Однако для чистой воды значение плотности составляет 1000 кг/м 3, или 1 г/см 3, или 1 кг/л. Это означает, что объем в массу и наоборот для этой субстанции легко переводить, для этого нужно лишь знать соответствие между единицами измерений этих физических величин. Например, 2 л воды имеют массу 2 кг, а 3,5 тонны воды занимают объем 3,5 м 3 .

Отметим, что плотность 1000 кг/м 3 характерна только для чистой воды. Любые примеси и соли могут значительно изменить этот показатель, например плотность морской воды составляет 1027 кг/м 3 , то есть морская вода на 2,7 % плотнее пресной.

Объем и масса – две физические величины, которые присущи всем телам, находящимся в жидком, твердом и газообразном состояниях. Одной из частых задач в физике является перевод объема тела в его массу. Как перевести объем в массу, подробно описано в этой статье.

Оцените статью
Рейтинг автора
4,8
Материал подготовил
Егор Новиков
Наш эксперт
Написано статей
127
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий