Sebuah tabel disediakan tentang kepadatan cairan pada berbagai suhu dan tekanan atmosfer untuk cairan yang paling umum. Nilai kepadatan dalam tabel sesuai dengan suhu yang ditunjukkan; interpolasi data diperbolehkan.
Banyak zat yang mampu berada dalam keadaan cair. Cairan adalah zat dari berbagai asal dan komposisi yang memiliki fluiditas; mereka mampu mengubah bentuknya di bawah pengaruh kekuatan tertentu. Massa jenis suatu zat cair adalah perbandingan antara massa suatu zat cair dengan volume yang ditempatinya.
Mari kita lihat contoh massa jenis beberapa zat cair. Zat pertama yang terlintas di benak Anda ketika mendengar kata “cair” adalah air. Dan ini sama sekali bukan kebetulan, karena air adalah zat yang paling melimpah di planet ini, dan oleh karena itu air dapat dianggap ideal.
Sama dengan 1000 kg/m 3 untuk air sulingan dan 1030 kg/m 3 untuk air laut. Karena nilai ini berkaitan erat dengan suhu, perlu dicatat bahwa nilai “ideal” ini diperoleh pada +3,7°C. Massa jenis air mendidih akan sedikit lebih kecil - sama dengan 958,4 kg/m 3 pada 100°C. Ketika cairan dipanaskan, massa jenisnya biasanya berkurang.
Massa jenis air memiliki nilai yang sama dengan berbagai produk makanan. Ini adalah produk-produk seperti: larutan cuka, anggur, krim 20% dan krim asam 30%. Beberapa produk ternyata lebih padat, misalnya kuning telur - massa jenisnya 1042 kg/m3. Berikut ini yang lebih padat dari air: jus nanas - 1084 kg/m3, jus anggur - hingga 1361 kg/m3, jus jeruk - 1043 kg/m3, Coca-Cola dan bir - 1030 kg/m3.
Banyak zat yang massa jenisnya lebih kecil dibandingkan air. Misalnya, alkohol jauh lebih ringan dibandingkan air. Jadi massa jenisnya adalah 789 kg/m3, butil - 810 kg/m3, metil - 793 kg/m3 (pada 20°C). Jenis bahan bakar dan minyak tertentu memiliki nilai kepadatan yang lebih rendah lagi: minyak - 730-940 kg/m3, bensin - 680-800 kg/m3. Kepadatan minyak tanah sekitar 800 kg/m3, - 879 kg/m3, bahan bakar minyak - hingga 990 kg/m3.
| Cairan | Suhu, °C |
Kepadatan cairan, kg/m3 |
|---|---|---|
| Anilin | 0…20…40…60…80…100…140…180 | 1037…1023…1007…990…972…952…914…878 |
| (GOST 159-52) | -60…-40…0…20…40…80…120 | 1143…1129…1102…1089…1076…1048…1011 |
| Aseton C3H6O | 0…20 | 813…791 |
| Putih telur ayam | 20 | 1042 |
| 20 | 680-800 | |
| 7…20…40…60 | 910…879…858…836 | |
| Brom | 20 | 3120 |
| Air | 0…4…20…60…100…150…200…250…370 | 999,9…1000…998,2…983,2…958,4…917…863…799…450,5 |
| Air laut | 20 | 1010-1050 |
| Airnya berat | 10…20…50…100…150…200…250 | 1106…1105…1096…1063…1017…957…881 |
| Vodka | 0…20…40…60…80 | 949…935…920…903…888 |
| Anggur dibentengi | 20 | 1025 |
| Anggur kering | 20 | 993 |
| Minyak gas | 20…60…100…160…200…260…300 | 848…826…801…761…733…688…656 |
| 20…60…100…160…200…240 | 1260…1239…1207…1143…1090…1025 | |
| GTF (pendingin) | 27…127…227…327 | 980…880…800…750 |
| musim gugur | 20…50…100…150…200 | 1060…1036…995…953…912 |
| Kuning telur ayam | 20 | 1029 |
| karboran | 27 | 1000 |
| 20 | 802-840 | |
| Asam nitrat HNO 3 (100%) | -10…0…10…20…30…40…50 | 1567…1549…1531…1513…1495…1477…1459 |
| Asam palmitat C 16 H 32 O 2 (konsentrasi) | 62 | 853 |
| Asam sulfat H 2 SO 4 (konsentrasi) | 20 | 1830 |
| Asam klorida HCl (20%) | 20 | 1100 |
| Asam asetat CH 3 COOH (konsentrasi) | 20 | 1049 |
| Cognac | 20 | 952 |
| Kreosot | 15 | 1040-1100 |
| 37 | 1050-1062 | |
| Xilena C 8 H 10 | 20 | 880 |
| Tembaga sulfat (10%) | 20 | 1107 |
| Tembaga sulfat (20%) | 20 | 1230 |
| Minuman keras ceri | 20 | 1105 |
| Minyak bakar | 20 | 890-990 |
| Selai kacang | 15 | 911-926 |
| Oli mesin | 20 | 890-920 |
| Oli motor T | 20 | 917 |
| Minyak zaitun | 15 | 914-919 |
| (Dihilangkan) | -20…20…60…100…150 | 947…926…898…871…836 |
| Madu (dehidrasi) | 20 | 1621 |
| Metil asetat CH 3 COOCH 3 | 25 | 927 |
| 20 | 1030 | |
| Susu kental dengan gula | 20 | 1290-1310 |
| Naftalena | 230…250…270…300…320 | 865…850…835…812…794 |
| Minyak | 20 | 730-940 |
| Minyak pengering | 20 | 930-950 |
| Pasta tomat | 20 | 1110 |
| Molase rebus | 20 | 1460 |
| Sirup pati | 20 | 1433 |
| Sebuah PUB | 20…80…120…200…260…340…400 | 990…961…939…883…837…769…710 |
| Bir | 20 | 1008-1030 |
| PMS-100 | 20…60…80…100…120…160…180…200 | 967…934…917…901…884…850…834…817 |
| PES-5 | 20…60…80…100…120…160…180…200 | 998…971…957…943…929…902…888…874 |
| saus apel | 0 | 1056 |
| (10%) | 20 | 1071 |
| Larutan garam meja dalam air (20%) | 20 | 1148 |
| Larutan gula dalam air (jenuh) | 0…20…40…60…80…100 | 1314…1333…1353…1378…1405…1436 |
| Air raksa | 0…20…100…200…300…400 | 13596…13546…13350…13310…12880…12700 |
| Karbon disulfida | 0 | 1293 |
| Silikon (dietilpolisiloksan) | 0…20…60…100…160…200…260…300 | 971…956…928…900…856…825…779…744 |
| Sirup apel | 20 | 1613 |
| Minyak tusam | 20 | 870 |
| (kandungan lemak 30-83%) | 20 | 939-1000 |
| Damar | 80 | 1200 |
| Tar batubara | 20 | 1050-1250 |
| jus jeruk | 15 | 1043 |
| Jus anggur | 20 | 1056-1361 |
| Jus anggur | 15 | 1062 |
| Jus tomat | 20 | 1030-1141 |
| jus apel | 20 | 1030-1312 |
| Amil alkohol | 20 | 814 |
| Butil alkohol | 20 | 810 |
| Isobutil alkohol | 20 | 801 |
| Isopropil alkohol | 20 | 785 |
| Metil alkohol | 20 | 793 |
| Propil alkohol | 20 | 804 |
| Etil alkohol C 2 H 5 OH | 0…20…40…80…100…150…200 | 806…789…772…735…716…649…557 |
| Paduan natrium-kalium (25% Na) | 20…100…200…300…500…700 | 872…852…828…803…753…704 |
| Paduan timbal-bismut (45%Pb) | 130…200…300…400…500..600…700 | 10570…10490…10360…10240…10120..10000…9880 |
| cairan | 20 | 1350-1530 |
| Air dadih | 20 | 1027 |
| Tetrakresiloksisilana (CH 3 C 6 H 4 O) 4 Si | 10…20…60…100…160…200…260…300…350 | 1135…1128…1097…1064…1019…987…936…902…858 |
| Tetraklorobifenil C 12 H 6 Cl 4 (aroklor) | 30…60…150…250…300 | 1440…1410…1320…1220…1170 |
| 0…20…50…80…100…140 | 886…867…839…810…790…744 | |
| Solar | 20…40…60…80…100 | 879…865…852…838…825 |
| Bahan bakar karburator | 20 | 768 |
| Bahan bakar kendaraan | 20 | 911 |
| bahan bakar RT | 836…821…792…778…764…749…720…692…677…648 | |
| Bahan Bakar T-1 | -60…-40…0…20…40…60…100…140…160…200 | 867…853…824…819…808…795…766…736…720…685 |
| bahan bakar T-2 | -60…-40…0…20…40…60…100…140…160…200 | 824…810…781…766…752…745…709…680…665…637 |
| bahan bakar T-6 | -60…-40…0…20…40…60…100…140…160…200 | 898…883…855…841…827…813…784…756…742…713 |
| bahan bakar T-8 | -60…-40…0…20…40…60…100…140…160…200 | 847…833…804…789…775…761…732…703…689…660 |
| Bahan Bakar TS-1 | -60…-40…0…20…40…60…100…140…160…200 | 837…823…794…780…765…751…722…693…879…650 |
| Karbon tetraklorida (CTC) | 20 | 1595 |
| Urothopin C 6 H 12 N 2 | 27 | 1330 |
| Fluorobenzena | 20 | 1024 |
| Klorobenzena | 20 | 1066 |
| Etil asetat | 20 | 901 |
| Etil bromida | 20 | 1430 |
| Etil iodida | 20 | 1933 |
| Etil klorida | 0 | 921 |
| Eter | 0…20 | 736…720 |
| Harpius Eter | 27 | 1100 |
Indikator kepadatan rendah ditandai dengan cairan seperti: terpentin 870 kg/m 3,
Massa jenis merupakan parameter fisika suatu zat yang erat kaitannya dengan massa dan volumenya. Hubungan antara parameter-parameter ini biasanya ditentukan dengan rumus p = m / V, dimana p adalah massa jenis suatu zat, m adalah massanya, dan V adalah volumenya. Jadi, zat yang volumenya sama, tetapi massanya berbeda, ternyata massa jenisnya berbeda satu sama lain. Hal yang sama dapat dikatakan jika, dengan massa yang sama, suatu zat mempunyai volume yang berbeda.Di antara semua zat lain di planet Bumi, gas memiliki kepadatan paling rendah. Cairan, pada umumnya, dicirikan oleh kepadatan yang lebih tinggi dibandingkan dengan cairan, dan nilai maksimum indikator ini dapat ditemukan pada padatan. Misalnya, osmium dianggap sebagai logam terpadat.
Pengukuran kepadatan
Untuk mengukur massa jenis, serta bidang studi lainnya, konsep ini telah mengadopsi satuan pengukuran kompleks khusus, berdasarkan hubungan massa jenis dengan massa dan volume suatu zat. Jadi, dalam sistem satuan pengukuran internasional SI, satuan yang digunakan untuk menggambarkan massa jenis suatu zat adalah kilogram per meter kubik, yang biasanya dilambangkan dengan kg/m³.Namun, dalam kasus volume suatu zat yang sangat kecil sehingga massa jenisnya perlu diukur, digunakan turunan dari satuan yang diterima secara umum ini, yang dinyatakan sebagai jumlah gram per sentimeter kubik. Dalam bentuk singkatnya, satuan ini biasanya dilambangkan dengan g/cm³.
Selain itu, massa jenis berbagai zat cenderung berubah bergantung pada suhu: dalam banyak kasus, penurunan suhu menyebabkan peningkatan massa jenis zat. Jadi, misalnya, udara biasa pada suhu +20°C mempunyai massa jenis sebesar 1,20 kg/m³, sedangkan ketika suhu turun hingga 0°C massa jenisnya akan meningkat menjadi 1,29 kg/m³, dan semakin menurun menjadi -50°C kepadatan udara akan mencapai 1,58 kg/m³. Pada saat yang sama, beberapa zat merupakan pengecualian terhadap aturan ini, karena perubahan kepadatannya tidak mengikuti pola yang ditentukan: ini termasuk, misalnya, air.
Berbagai instrumen fisik digunakan untuk mengukur massa jenis zat. Misalnya, Anda dapat mengukur massa jenis suatu zat cair menggunakan hidrometer, dan untuk menentukan massa jenis zat padat atau gas, Anda dapat menggunakan piknometer.
Mari kita letakkan silinder besi dan aluminium dengan volume yang sama pada timbangan (Gbr. 122). Keseimbangan timbangan telah terganggu. Mengapa?
Beras. 122
Dalam praktikum, Anda mengukur berat badan dengan membandingkan berat beban dengan berat badan Anda. Ketika timbangan berada dalam kesetimbangan, massanya sama. Ketidakseimbangan berarti massa benda tidak sama. Massa silinder besi lebih besar dibandingkan massa silinder alumunium. Tapi volume silindernya sama. Artinya satuan volume (1 cm3 atau 1 m3) besi mempunyai massa lebih besar dibandingkan aluminium.
Massa suatu zat yang terkandung dalam satuan volume disebut massa jenis zat tersebut. Untuk mencari massa jenis, Anda perlu membagi massa suatu zat dengan volumenya. Massa jenis dilambangkan dengan huruf Yunani ρ (rho). Kemudian
massa jenis = massa/volume
ρ = m/V.
Satuan SI untuk massa jenis adalah 1 kg/m3. Massa jenis berbagai zat ditentukan secara eksperimental dan disajikan pada Tabel 1. Gambar 123 menunjukkan massa zat yang Anda ketahui dalam volume V = 1 m 3.
Beras. 123
Kepadatan benda padat, cair dan gas
(pada tekanan atmosfer normal)
Bagaimana kita memahami bahwa massa jenis air adalah ρ = 1000 kg/m3? Jawaban atas pertanyaan ini mengikuti rumus. Massa air dalam volume V = 1 m 3 sama dengan m = 1000 kg.
Dari rumus massa jenis, massa suatu zat
m = ρV.
Dari dua benda yang volumenya sama, benda yang massa jenisnya lebih besar mempunyai massa yang lebih besar.
Membandingkan massa jenis besi ρ l = 7800 kg/m 3 dan aluminium ρ al = 2700 kg/m 3, kita memahami mengapa dalam percobaan (lihat Gambar 122) massa sebuah silinder besi ternyata lebih besar daripada massanya sebuah silinder aluminium dengan volume yang sama.
Jika volume suatu benda diukur dalam cm 3, maka untuk menentukan massa benda akan lebih mudah menggunakan nilai massa jenis ρ, yang dinyatakan dalam g/cm 3.
Rumus massa jenis zat ρ = m/V digunakan untuk benda homogen, yaitu benda yang terdiri dari satu zat. Ini adalah benda yang tidak memiliki rongga udara atau tidak mengandung kotoran zat lain. Kemurnian suatu zat dinilai dari kepadatan yang diukur. Misalnya, apakah ada logam murah yang ditambahkan ke dalam emas batangan?
Pikirkan dan jawab
- Bagaimana keseimbangan timbangan akan berubah (lihat Gambar 122) jika silinder kayu dengan volume yang sama ditempatkan di atas cangkir sebagai ganti silinder besi?
- Apa itu kepadatan?
- Apakah massa jenis suatu zat bergantung pada volumenya? Dari massa?
- Dalam satuan apa kepadatan diukur?
- Bagaimana cara berpindah dari satuan massa jenis g/cm 3 ke satuan massa jenis kg/m 3?
Menarik untuk diketahui!
Biasanya, suatu zat dalam wujud padat memiliki massa jenis lebih besar daripada zat dalam wujud cair. Pengecualian terhadap aturan ini adalah es dan air, yang terdiri dari molekul H 2 O. Massa jenis es adalah ρ = 900 kg/m 3, massa jenis air? = 1000kg/m3. Massa jenis es lebih kecil daripada massa jenis air, yang menunjukkan kepadatan molekul yang lebih kecil (yaitu, jarak yang lebih jauh di antara molekul-molekul tersebut) dalam wujud zat padat (es) dibandingkan dalam wujud cair (air). Di masa depan, Anda akan menemukan anomali (kelainan) lain yang sangat menarik pada sifat-sifat air.
Kepadatan rata-rata bumi adalah sekitar 5,5 g/cm 3 . Fakta ini dan fakta lain yang diketahui sains memungkinkan kita menarik beberapa kesimpulan tentang struktur bumi. Ketebalan rata-rata kerak bumi adalah sekitar 33 km. Kerak bumi terutama terdiri dari tanah dan batuan. Massa jenis rata-rata kerak bumi adalah 2,7 g/cm 3, dan massa jenis batuan yang terletak tepat di bawah kerak bumi adalah 3,3 g/cm 3. Namun kedua nilai tersebut kurang dari 5,5 g/cm 3, yaitu kurang dari kepadatan rata-rata bumi. Oleh karena itu, kepadatan materi yang terletak di kedalaman bumi lebih besar daripada kepadatan rata-rata Bumi. Para ilmuwan berpendapat bahwa di pusat bumi massa jenis zat mencapai 11,5 g/cm 3, yaitu mendekati massa jenis timbal.
Massa jenis rata-rata jaringan tubuh manusia adalah 1036 kg/m3, massa jenis darah (pada t = 20°C) adalah 1050 kg/m3.
Kayu balsa memiliki kepadatan kayu yang rendah (2 kali lebih kecil dari kayu gabus). Rakit dan sabuk pengaman dibuat darinya. Di Kuba tumbuh pohon rambut berduri Eshinomena yang kayunya mempunyai massa jenis 25 kali lebih kecil dari massa jenis air, yaitu ρ = 0,04 g/cm 3 . Pohon ular mempunyai kepadatan kayu yang sangat tinggi. Sebatang pohon tenggelam dalam air seperti batu.
Lakukan sendiri di rumah
Ukur kepadatan sabun. Untuk melakukan ini, gunakan sabun batangan berbentuk persegi panjang. Bandingkan massa jenis yang kamu ukur dengan nilai yang diperoleh teman sekelasmu. Apakah nilai kepadatan yang dihasilkan sama? Mengapa?
Menarik untuk diketahui
Selama kehidupan ilmuwan Yunani kuno terkenal Archimedes (Gbr. 124), legenda terbentuk tentang dia, alasannya adalah penemuannya yang membuat kagum orang-orang sezamannya. Salah satu legenda mengatakan bahwa raja Syracusan Heron II meminta pemikir untuk menentukan apakah mahkotanya terbuat dari emas murni atau apakah pembuat perhiasan mencampurkan sejumlah besar perak ke dalamnya. Tentu saja mahkotanya harus tetap utuh. Archimedes tidak kesulitan menentukan massa mahkota. Yang jauh lebih sulit adalah mengukur volume mahkota secara akurat untuk menghitung massa jenis logam pembuatnya dan menentukan apakah itu emas murni. Kesulitannya adalah bentuknya salah!
Beras. 124
Suatu hari, Archimedes, asyik memikirkan mahkota, sedang mandi, dan dia mendapat ide cemerlang. Volume mahkota dapat ditentukan dengan mengukur volume air yang dipindahkan olehnya (Anda sudah familiar dengan metode mengukur volume benda yang bentuknya tidak beraturan). Setelah menentukan volume mahkota dan massanya, Archimedes menghitung kepadatan bahan yang digunakan pembuat perhiasan untuk membuat mahkota.
Menurut legenda, massa jenis bahan mahkota ternyata lebih kecil daripada massa jenis emas murni, dan pembuat perhiasan yang tidak jujur terperangkap dalam penipuan.
Latihan
- Massa jenis tembaga adalah ρ m = 8,9 g/cm 3, dan massa jenis aluminium adalah ρ al = 2700 kg/m 3. Zat manakah yang lebih padat dan berapa kali lipatnya?
- Tentukan massa pelat beton yang volumenya V = 3,0 m 3.
- Bola yang volumenya V = 10 cm 3 terbuat dari bahan apakah jika massanya m = 71 g?
- Tentukan massa kaca jendela yang panjang a = 1,5 m, tinggi b = 80 cm, dan tebal c = 5,0 mm.
- Massa total N = 7 lembar besi atap identik m = 490 kg. Ukuran tiap lembar adalah 1 x 1,5 m. Tentukan tebal lembaran tersebut.
- Silinder baja dan aluminium mempunyai luas penampang dan massa yang sama. Silinder mana yang lebih tinggi dan berapa besarnya?
Bahkan orang kuat pun tidak mampu mengangkatnya. Bahkan seorang anak kecil pun dapat dengan mudah mengangkat pemberat timah untuk pancing. Ternyata ungkapan di atas salah? Tunggu untuk menarik kesimpulan - mari kita cari tahu.
1. Kami melakukan beberapa pengukuran dan membuat perhitungan
Pada Gambar. 2.8 Anda melihat dua batangan, kedua batangan tersebut terbuat dari bahan yang sama - timah, tetapi memiliki ukuran yang berbeda. Tugas kita adalah mencari perbandingan massa tiap balok dengan volumenya.
Beras. 2. 8. Dua batang timah yang mempunyai volume berbeda
Beras. 2.5 Mengukur massa batangan timah dengan volume berbeda
Pertama, ukur panjang, lebar dan tinggi batang serta hitung volumenya. (Jika pengukuran dilakukan dengan benar dan tidak melakukan kesalahan dalam perhitungan, maka diperoleh hasil sebagai berikut: volume batang yang lebih kecil adalah 4 cm 3, volume batang yang lebih besar adalah 10 cm 3.)
Setelah menentukan volume batangan, kami menimbangnya. Kami akan menempatkan salah satu batang di sisi kiri timbangan, dan beban di sisi kanan (Gbr. 2.9). Timbangannya seimbang, tugas Anda adalah menghitung massa beban.
Yang harus kita lakukan hanyalah mencari perbandingan massa masing-masing batang dengan volumenya, yaitu menghitung berapa massa timbal dengan volume 1 cm 3 untuk batang yang lebih kecil dan yang lebih besar. Jelasnya, jika massa batangan yang lebih kecil adalah 45,2 g dan menempati volume 4 cm3, maka massa timah dengan volume 1 cm3 untuk batangan tersebut adalah 45,2: 4 = 11,3 (g). Melakukan perhitungan serupa untuk balok yang lebih besar, kita mendapatkan 113:10 = 11,3 (g). Jadi, perbandingan massa batangan timah dengan volumenya (massa timah per satuan volume) adalah sama baik untuk batangan yang lebih besar maupun yang lebih kecil.
Jika sekarang kita mengambil batangan yang terbuat dari bahan lain (misalnya aluminium) dan mengulangi langkah yang sama, maka perbandingan massa batangan aluminium dengan volumenya juga tidak akan bergantung pada ukuran batangan tersebut. Kita akan kembali mendapatkan bilangan konstan, tetapi kali ini akan berbeda dibandingkan percobaan dengan timbal.
2. Kami memberikan definisi massa jenis suatu zat
Besaran fisis yang mencirikan suatu zat tertentu dan secara numerik sama dengan massa suatu zat dengan satuan volume disebut massa jenis zat.
Massa jenis dilambangkan dengan simbol p dan dihitung menggunakan rumus
dimana V adalah volume yang ditempati oleh suatu zat bermassa m.
Beras. 2.10. Massa jenis secara numerik sama dengan massa suatu satuan volume. Gambar tersebut menunjukkan massa 1 cm3 suatu zat
Massa jenis merupakan sifat suatu zat yang tidak bergantung pada massa zat dan volumenya. Jika massa suatu zat diperbesar, misalnya dua kali lipat, maka volume yang ditempatinya juga akan berlipat ganda*.
Dari definisi massa jenis suatu zat kita peroleh satuan massa jenis. Karena satuan SI untuk massa adalah kilogram dan satuan volume adalah meter kubik, maka satuan SI untuk massa jenis adalah kilogram per meter kubik (kg/m3).
1 kg/m3 adalah massa jenis zat homogen tersebut, yang massanya dalam volume satu meter kubik sama dengan satu kilogram.
Dalam praktiknya, satuan massa jenis gram per sentimeter kubik (g/cm3) juga sangat sering digunakan.
Satuan massa jenis kilogram per meter kubik (kg/m3) dan gram per sentimeter kubik (g/cm3) dihubungkan satu sama lain dengan perbandingan:
3. Bandingkan massa jenis zat yang berbeda
Kepadatan berbagai zat dan bahan dapat berbeda secara signifikan satu sama lain (Gbr. 2.10). Mari kita lihat beberapa contoh. Massa jenis hidrogen pada suhu 0 C dan tekanan 760 mm Hg. Seni. adalah 0,090 kg/m 3 - ini berarti massa hidrogen dengan volume 1 m 3 sama dengan 0,090 kg, atau 90 g. Massa jenis timbal adalah 11.300 kg/m 3. Artinya timbal dengan volume 1 m 3 memiliki massa 11.300 kg atau 11,3 ton. Massa jenis zat bintang neutron mencapai 1018 kg/m 3. Massa suatu zat dengan volume 1 cm 3 sama dengan 1 miliar ton. Tabel di bawah menunjukkan massa jenis beberapa zat.
Namun, massa jenis berubah secara signifikan jika suhu dan keadaan agregasi suatu zat berubah. Kita akan mengetahui penyebab perubahan kepadatan materi nanti.
Tabel massa jenis beberapa zat dalam keadaan padat
| Zat | r, kg/m 3 | r,g/cm 3 | Zat | r, kg/m 3 | r,g/cm 3 |
| Osmium | 22 500 | 22,5 | Marmer | 2700 | 2,7 |
| Iridium | 22 400 | 22,4 | Granit | 2600 | 2,6 |
| Platinum | 21 500 | 21,5 | Kaca | 2500 | 2,5 |
| Emas | 19 300 | 19,3 | Porselen | 2300 | 2,3 |
| Memimpin | 11 300 | 11,3 | Konkret | 2200 | 2,2 |
| Perak | 10 500 | 10,5 | kaca plexiglass | 1200 | 1,2 |
| Tembaga | 8900 | 9,9 | kapron | 1140 | 1,1 |
| Kuningan | 8500 | 8,5 | Polietilen | 940 | 0,9 |
| Besi baja | 7800 | 7,8 | Parafin | 900 | 0,9 |
| Timah | 7300 | 7,3 | Es | 900 | 0,9 |
| Seng | 7100 | 7,1 | kayu ek kering | 800 | 0,8 |
| Besi cor | 7000 | 7,0 | Pinus kering | 440 | 0,4 |
| Aluminium | 2700 | 2,7 | sumbat | 240 | 0,2 |
Tabel massa jenis beberapa zat dalam keadaan cair
| Zat | r, kg/m 3 | r,g/cm 3 | Zat | r, kg/m 3 | r,g/cm 3 |
| Air raksa | 13600 | 13,60 | benzena | 880 | 0,88 |
| timah cair (pada t = 409 0C) | 6830 | 6,83 | Udara cair (pada t = -194 °C) | 860 | 0,86 |
| Asam sulfat | 1800 | 1,80 | Minyak | 800 | 0,80 |
| Sayang | 1420 | 1,42 | Minyak tanah | 800 | 0,80 |
| Air laut | 1030 | 1,03 | Alkohol | 800 | 0,80 |
| Airnya bersih | 1000 | 1,00 | Aseton | 790 | 0,79 |
| Minyak sayur | 900 | 0,90 | Eter | 710 | 0,71 |
| Oli mesin | 900 | 0,90 | Bensin | 710 | 0,71 |
Tabel massa jenis beberapa zat dalam keadaan gas
(pada suhu sekitar C dan tekanan 760 mm Hg. Art.)
4. Belajar menghitung massa jenis, massa dan volume suatu benda fisika
Dalam praktiknya, seringkali perlu untuk menentukan zat apa yang terdiri dari suatu tubuh fisik tertentu. Untuk melakukan ini, Anda dapat menggunakan metode ini. Pertama, hitung massa jenis benda tersebut, yaitu cari perbandingan massa benda dengan volumenya. Selanjutnya, dengan menggunakan data dari tabel massa jenis, cari tahu zat mana yang sesuai dengan nilai massa jenis yang ditemukan.
Misalnya, jika sebuah balok bervolume 3 m 3 bermassa 2.700 kg, maka jelas massa jenis balok tersebut sama dengan:
Berdasarkan tabel tersebut, kita mengetahui bahwa balok tersebut terdiri dari es.
Dalam contoh yang diberikan di atas, kita mempertimbangkan apa yang disebut benda homogen, yaitu benda yang tidak memiliki rongga dan terdiri dari satu zat (balok es, timah, dan batangan aluminium). Dalam kasus seperti itu, massa jenis suatu benda sama dengan massa jenis zat penyusunnya (massa jenis balok es = massa jenis es).
Jika suatu benda terdapat rongga atau terbuat dari berbagai zat (misalnya kapal, bola sepak, manusia), maka yang dimaksud adalah massa jenis rata-rata suatu benda, yang juga dihitung dengan rumus.
dimana V adalah volume benda bermassa m.
Massa jenis rata-rata tubuh manusia misalnya adalah 1036 kg/m3. Mengetahui massa jenis zat penyusun benda (atau massa jenis rata-rata benda) dan volume benda, Anda dapat menentukan massa suatu benda tanpa menimbangnya. Faktanya, jika p = m/V, maka m = pV. Oleh karena itu, dengan mengetahui massa jenis dan massa suatu benda, Anda dapat mengetahui volumenya:
- Mari kita simpulkan
Besaran fisis yang mencirikan suatu zat tertentu dan secara numerik sama dengan massa suatu zat dengan satuan volume disebut massa jenis zat tersebut.
Massa jenis suatu zat dan massa jenis suatu benda dapat dihitung dengan menggunakan rumus
Dalam SI, massa jenis diukur dalam kilogram per meter kubik (kg/m3). Satuan massa jenis gram per sentimeter kubik (g/cm3) juga sering digunakan. Unit-unit ini dihubungkan satu sama lain melalui hubungan:
Mengetahui massa benda dan kepadatannya, Anda dapat mencari volume benda: . Oleh karena itu, dari volume suatu benda yang diketahui dan massa jenisnya, massa benda tersebut dapat dicari: m = pV.
- Pertanyaan kontrol
1. Apakah perbandingan massa suatu zat dengan volume yang ditempati zat tersebut bergantung pada massanya? dari volume? dari jenis bahannya?
2. Massa jenis suatu zat disebut?
3. Massa jenis platina adalah 21.500 kg/m3. Apa artinya ini?
4. Bagaimana cara menentukan massa jenis suatu zat?
5. Satuan massa jenis apa yang anda ketahui?
6. Bagaimana cara menyatakan massa jenis dalam gram per sentimeter kubik (g/cm3), jika dinyatakan dalam kilogram per meter kubik (kg/m3)?
7. Bagaimana cara menghitung massa suatu benda berdasarkan massa jenis dan volumenya?
8. Bagaimana cara menentukan volume suatu benda dengan mengetahui massa jenis dan massanya?
- Fisika dan teknologi di Ukraina
Institut Fisika dan Teknologi Donetsk HAH Ukraina
Pada tahun 60-an abad terakhir di Donbass - kawasan industri terpenting di Ukraina - terdapat kebutuhan mendesak untuk menyelenggarakan penelitian ilmiah yang terfokus secara maksimal untuk memenuhi kebutuhan kawasan. Untuk tujuan ini, Pusat Ilmiah Donetsk dari Akademi Ilmu Pengetahuan SSR Ukraina didirikan pada tahun 1965, salah satu pusat utamanya adalah Institut Fisika-Teknik Donetsk (DonFTI). Hasil penelitian staf institut telah diakui oleh komunitas ilmiah Ukraina dan banyak ilmuwan asing. DonFTI memelihara hubungan ilmiah dan industrial yang luas dengan puluhan lembaga asing dan perusahaan industri di Swiss, Amerika Serikat, Jerman, dan Spanyol.
- Latihan
1. Temukan nilai massa jenis udara dan massa jenis timbal dari tabel. Apa yang mereka maksud? Berapa besaran yang sebenarnya kita bandingkan ketika kita mengatakan “ringan seperti udara”, “berat seperti timah”?
Hal ini tidak hanya bergantung pada ukurannya, tetapi juga pada substansi penyusun tubuh. Jadi, benda dengan volume yang sama, terbuat dari zat yang berbeda, memiliki massa yang berbeda, dan sebaliknya: benda dengan massa yang sama, terbuat dari zat yang berbeda, memiliki volume yang berbeda.
Kepadatan benda - hubungan antara massa dan volume
Misalnya, sebuah kubus besi yang rusuknya 10 cm mempunyai massa 7,8 kg, sebuah kubus aluminium yang berdimensi sama mempunyai massa 2,7 kg, dan massa es batu yang sama adalah 0,9 kg. Besaran yang mencirikan massa per satuan volume suatu zat disebut massa jenis. Massa jenis sama dengan hasil bagi massa benda dan volumenya, yaitu.
ρ = m/V, dimana ρ (dibaca “ro”) adalah massa jenis benda, m adalah massanya, V adalah volumenya.
Dalam Sistem Satuan SI Internasional, massa jenis diukur dalam kilogram per meter kubik (kg/m3); Satuan non-sistemik, seperti gram per sentimeter kubik (g/cm3), juga sering digunakan. Jelasnya, 1 kg/m3 = 0,001 g/cm3. Perhatikan bahwa ketika suatu zat dipanaskan, massa jenisnya berkurang atau (lebih jarang) meningkat, tetapi perubahan ini sangat kecil sehingga diabaikan dalam perhitungan.
Mari kita membuat reservasi bahwa massa jenis gas tidak konstan; Ketika kita berbicara tentang massa jenis suatu gas, yang biasanya kita maksud adalah massa jenisnya pada 0 derajat Celcius dan tekanan atmosfer normal (760 milimeter air raksa).
Perhitungan massa dan volume tubuh
Dalam kehidupan sehari-hari, kita sering dihadapkan pada kebutuhan untuk menghitung massa dan volume berbagai benda. Hal ini dapat dilakukan dengan mudah menggunakan kepadatan.
Massa jenis berbagai zat ditentukan dari tabel, misalnya massa jenis air 1000 kg/m3, massa jenis etil alkohol 800 kg/m3.
Dari definisi massa jenis dapat disimpulkan bahwa massa suatu benda sama dengan hasil kali massa jenis dan volumenya. Volume suatu benda sama dengan hasil bagi massa dan massa jenis. Ini digunakan dalam perhitungan:
m = ρ * V; atau V = m/p;
gdn m adalah massa suatu benda, ρ adalah massa jenisnya, V adalah volume benda tersebut.
Mari kita lihat contoh perhitungan tersebut
Sebuah gelas kosong mempunyai massa m1 = 200 g. Jika Anda menuangkan air ke dalamnya, massanya adalah m2 = 400 g. Berapakah massa gelas tersebut jika Anda menuangkan air raksa dalam jumlah yang sama (berdasarkan volume)?
Larutan. Mari kita cari massa air yang dituangkan. Besarnya sama dengan selisih antara massa segelas air dan massa gelas kosong:
mair = m2- m1 = 400 g 200 g = 200 g.
Mari kita cari volume air ini:
V = m / ρw = 200 g / 1 g/cm3 = 200 cm3 (p massa jenis air).
Mari kita cari massa merkuri dalam volume ini:
mрт = ρртV = 13,6 g/cm3 * * 200 cm3 = 2720 g.
Mari kita cari massa yang dibutuhkan:
m = mрт + m1 = 2720 gram + 200 gram = 2920 gram.
Menjawab: Massa segelas air raksa adalah 2920 gram.
Mari kita perhatikan contoh perhitungan yang lebih kompleks
Sebuah batangan dua logam dengan massa jenis ρ1 dan ρ2, mempunyai massa m dan volume V. Tentukan volume logam-logam tersebut dalam batangan tersebut.
Larutan. Misal V1 adalah volume logam pertama dan V2 adalah volume logam kedua. Maka V1 + V2 = V; V1 = VV2; ρ1V1 + p2V2 = ρ1V1 + ρ2 (V V1) = m
