Trong môn Hóa học, Vật lý, dạng bài tập tính khối lượng riêng của một chất đã không còn trở nên xa lạ. Vậy bạn có hiểu khối lượng riêng là gì? Làm thế nào để xác định khối và công thức tính khối lượng riêng của một chất ra sao? Nếu bạn chưa nắm vững nội dung kiến thức cơ bản này, hãy xem ngay bài viết dưới đây.
Khối lượng riêng là gì, đơn vị và công thức tính
Đây là đơn vị kiến thức Vật lý khá cơ bản ở cấp THCS mà ai cũng nên ghi nhớ. Như vậy, khối lượng riêng là gì? Khối lượng riêng, hay còn gọi là mật độ khối lượng, là một thuật ngữ dùng để chỉ đại lượng thể hiện đặc tính về mật độ khối lượng trên một đơn vị thể tích của vật chất đó.
Khối lượng riêng được tính bằng thương số của khối lượng (kí hiệu: m) của vật làm từ chất đó (ở dạng nguyên chất) và thể tích (kí hiệu: V) của vật. Muốn xác định khối lượng riêng của một chất chứa ở trong vật có thể xác định bằng khối lượng của một thể tích vô cùng nhỏ nằm tại vị trí chính xác đó chia cho thể tích vô cùng nhỏ này.
Đơn vị tính theo hệ đo lường chuẩn của quốc tế của khối lượng riêng là kilogam trên mét khối (kí hiệu: kg/m³ – đọc là: kilogam/mét khối). Ngoài ra, còn có đơn vị của khối lượng riêng khác là gam trên centimet khối (kí hiệu: g/cm³ – đọc là: gam/centimet khối).
Tính được khối lượng riêng của một vật có thể xác định được các chất cấu tạo nên vật đó. Ta xác định bằng phương pháp đối chiếu kết quả của các chất đã tính được với bảng khối lượng riêng của vật chất. Vậy, bạn đã ghi nhớ công thức tính khối lượng riêng của vật chất chưa?
Công thức để tính khối lượng riêng chính là:
D = m/V
Trong đó, ta có:
- D là kí hiệu khối lượng riêng của vật (kg/m³)
- m là kí hiệu khối lượng của vật (kg)
- V là kí hiệu thể tích của vật (m³)
Cũng có trường hợp chất đó là đồng chất, như vậy thì khối lượng riêng tại mọi vị trí đều giống nhau và được tính bằng công thức tính khối lượng riêng trung bình.
Bảng khối lượng riêng của một số vật liệu
Trong quá trình tìm hiểu khối lượng riêng của một số chất phổ biến nhất như: sắt, thép, nước, nhôm,… ta có thể hiểu rõ hơn về công thức tính khối lượng, các nguyên tắc liên quan đến khối lượng riêng.
Một số chất tiêu biểu nhất được thể hiện qua bảng bảng khối lượng riêng sau đây:
STT Chất rắn Khối lượng riêng(kg/m3) STT Chất lỏng Khối lượng riêng( kg/m3) 1 Chì 11300 1 Thuỷ Ngân 13600 2 Sắt 7800 2 Nước 1000 3 Nhôm 2700 3 Xăng 700 4 Đá Khoảng 2600 4 Dầu hoả Khoảng 800 5 Gạo Khoảng 1200 5 Dầu ăn Khoảng 800 6 Gỗ tốt Khoảng 800 6 Rượu Khoảng 790 7 Sứ 2300 7 Li-e 600
Có thể thấy, mỗi loại kim loại sẽ có từng trọng lượng riêng khác nhau.
- Về khối lượng riêng của thép, ta có kết quả về khối lượng riêng của thép chính xác là 7.850 kg/m³.
- Về khối lượng riêng của nhôm, ta có kết quả về khối lượng riêng của nhôm là 2601 – 2701 kg/m³.
- Về khối lượng riêng của đồng, ta có kết quả chính xác về khối lượng riêng của đồng là 8900 kg/m³.
Về khối lượng riêng của sắt, số liệu chính xác về khối lượng riêng của sắt đã được công bố chính xác là 7.800 Kg/m³. Từ công thức tính khối lượng, ta cũng có thể áp dụng tương tự để tính ra khối lượng riêng của tôn.
Về khối lượng riêng của vàng, ta có kết quả về khối lượng riêng của vàng là: 19301 Kg/m³.
Toàn văn Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 317:1969 có văn bản công bố về tỷ trọng của nước ở nhiệt độ từ 0 – 100 độ C. Theo đó, ta có bảng khối lượng riêng của nước từ 0 – 100 độ C ở điều kiện áp suất khí trời là 76mmHg (kết quả đã được Ủy ban Khoa học và Kỹ thuật Nhà nước ban hành). Khối lượng riêng của nước không phải một chỉ số cố định mà nó còn phụ thuộc vào điều kiện nhiệt độ. Cụ thể:
- Ở 0 độ C, ta có khối lượng riêng của nước là: 1000 kg/m³.
- Ở 20 độ C, ta có khối lượng riêng của nước là: 998 kg/m³.
- Ở 40 độ C, ta có khối lượng riêng của nước là: 992 kg/m³.
- Ở 60 độ C, ta có khối lượng riêng của nước là: 983 kg/m³.
- Ở 80 độ C, ta có khối lượng riêng của nước là: 972 kg/m³.
- Ở 100 độ C, ta có khối lượng riêng của nước là: 958 kg/m³.
- Ở 120 độ C, ta có khối lượng riêng của nước là: 943 kg/m³.
Về chỉ số khối lượng riêng của dầu, tuy cùng là chất lỏng nhưng ta thấy khối lượng riêng của dầu hỏa cố định là 800 kg/m³.
Trọng lượng riêng là gì, đơn vị đo và công thức tính
Theo lý thuyết, trọng lượng riêng của một chất được xác định bằng trọng lượng của một đơn vị thể tích (1m³) của chất đó.
Trọng lượng riêng của một vật được tính bằng trọng lượng của vật đó chia cho thể tích của chúng. Như vậy, ta có công thức để tính trọng lượng riêng như sau:
d = P/ V
Trong đó, ta có:
- d là kí hiệu trọng lượng riêng của vật
- P là kí hiệu trọng lượng của vật (N)
- V là kí hiệu thể tích của vật (m³)
Trọng lượng riêng của một số vật liệu
STT Chất rắn Trọng lượng riêng(N/m3) STT Chất lỏng Trọng lượng riêng( N/m3) 1 Vàng 193000 1 Thuỷ Ngân 136000 2 chì 113000 2 Nước biển 10300 3 Bạc 105000 3 Nước nguyên chất 10000 4 Đồng 89000 4 Rượu, dầu hoả 8000 5 Sắt, thép 78000 5 Không khí 1290 6 Nhôm 27000 6 Khí Hidro 0,9 7 Thuỷ tinh 25000 7
Các số liệu về trọng lượng riêng của những chất quan trọng mà bạn cần ghi nhớ là:
- Chỉ số trọng lượng riêng của sắt là: 7,874 g/cm³.
- Chỉ số trọng lượng riêng của nước là: 997 kg/m³.
- Chỉ số trọng lượng riêng của dầu là: 8.000 Kg/m³.
- Chỉ số trọng lượng riêng của đồng là: 8,96 g/cm³.
- Chỉ số trọng lượng riêng của xăng là: 7000N/m³.
- Chỉ số trọng lượng riêng của rượu là: 789 kg/m³.
- Chỉ số trọng lượng riêng của nhôm là: 2,7 g/cm³.
Chỉ số trọng lượng riêng thép là 7.850 Kg/m3. Từ kết quả này, ta có thể áp dụng công thức tính trọng lượng thép như sau:
Trọng lượng thép = 7.850 x Chiều dài L x Diện tích bề mặt cắt ngang.
Cụ thể, ta có:
Trọng lượng thép (đơn vị: Kg)
Chỉ số 7.850: là trọng lượng riêng của thép (đơn vị: Kg/m³ )
L: là chiều dài của cây thép (đơn vị: mét )
Lưu ý: Chỉ số diện tích mặt cắt ngang của thép còn tùy thuộc vào hình dáng và chiều dày của mỗi cây thép (đơn vị: m2).
Hy vọng qua bài viết trên, bạn có thể nắm chắc khái niệm cơ bản về khối lượng riêng – trọng lượng riêng là gì, công thức tính khối lượng riêng,… Đừng quên các số liệu khối lượng riêng – trọng lượng riêng của những chất phổ biến nhé!
