Baada ya wanafunzi kufahamiana na dhana ya wingi na ujazo wa dutu katika fizikia, wanasoma sifa muhimu ya mwili wowote, inayoitwa msongamano. Nakala hapa chini imejitolea kwa dhamana hii. Maswali ya maana ya kimwili ya msongamano yanafunuliwa hapa chini. Formula ya wiani pia hutolewa. Mbinu za kipimo chake cha majaribio zimeelezwa.
Dhana ya msongamano
Hebu tuanze makala kwa kurekodi moja kwa moja fomula ya msongamano wa jambo. Inaonekana hivi:
ρ=m / V.
Hapa m ni uzito wa mwili unaozingatiwa. Inaonyeshwa katika mfumo wa SI kwa kilo. Katika kazi na mazoezi, unaweza pia kupata vitengo vingine vya kipimo chake, kwa mfano, gramu au tani.
Alama V katika fomula inaashiria sauti inayobainisha vigezo vya kijiometri vya mwili. Hupimwa katika SI katika mita za ujazo, hata hivyo, kilomita za ujazo, lita, mililita, nk pia hutumiwa.
Fomula ya msongamano inaonyesha ni uzito gani wa dutu iliyomo katika kitengokiasi. Kwa kutumia thamani ya ρ, mtu anaweza kukadiria ni ipi kati ya miili miwili itakuwa na uzito mkubwa na ujazo sawa, au ni ipi kati ya miili hiyo miwili itakuwa na ujazo mkubwa na misa sawa. Kwa mfano, kuni ni mnene kidogo kuliko chuma. Kwa hivyo, kwa ujazo sawa wa dutu hizi, wingi wa chuma utazidi kwa kiasi kikubwa thamani sawa ya mti.
Dhana ya msongamano wa jamaa
Jina lenyewe la kiasi hiki linaonyesha kuwa thamani inayochunguzwa kwa chombo kimoja itazingatiwa ikilinganishwa na sifa inayofanana kwa nyingine. Fomula ya msongamano wa jamaa ρr inaonekana kama hii:
ρr=ρs / ρ0..
Ambapo ρs ulipo msongamano wa nyenzo iliyopimwa, ρ0 ni msongamano ambao thamani yake ρ r inapimwa . Ni wazi, ρr haina kipimo. Inaonyesha ni mara ngapi dutu iliyopimwa ni mnene kuliko kiwango kilichochaguliwa.
Kwa vimiminika na yabisi, kama kawaida ρ0 chagua thamani hii kwa maji yaliyotiwa kwa joto la 4 oC. Ni katika halijoto hii ambapo maji huwa na msongamano wa juu zaidi, ambayo ni thamani inayofaa kwa hesabu - 1000 kg/m3 au 1 kg/l.
Kwa mifumo ya gesi, ni desturi kutumia msongamano wa hewa kwa shinikizo la angahewa na halijoto 0 kama kawaida oC.
Utegemezi wa msongamano kwenye shinikizo na halijoto
Thamani iliyosomwa si thabiti kwa chombo fulani,ukibadilisha joto lake au shinikizo la nje. Hata hivyo, vimiminika na vitu vikali havishindiki katika hali nyingi, kumaanisha kwamba msongamano wao hubaki bila kubadilika kadiri shinikizo inavyobadilika pamoja na mabadiliko ya halijoto.
Athari ya shinikizo hudhihirishwa kama ifuatavyo: inapoongezeka, wastani wa umbali wa interatomiki na kati ya molekuli hupungua, ambayo huongeza idadi ya moles ya dutu kwa ujazo wa kitengo. Kwa hivyo wiani unaongezeka. Athari ya wazi ya shinikizo kwenye sifa inayochunguzwa inaonekana katika kesi ya gesi.
Joto lina athari tofauti ya shinikizo. Kwa ongezeko la joto, nishati ya kinetic ya chembe za suala huongezeka, huanza kusonga zaidi kikamilifu, ambayo inasababisha kuongezeka kwa umbali wa wastani kati yao. Ukweli wa mwisho husababisha kupungua kwa msongamano.
Tena, madoido haya yanajulikana zaidi kwa gesi kuliko vimiminika na vitu vikali. Kuna ubaguzi kwa sheria hii - hii ni maji. Imethibitishwa kimajaribio kuwa katika kiwango cha joto 0-4 oС msongamano wake huongezeka inapokanzwa.
Miili yenye usawa na isiyofanana
Fomula ya msongamano iliyoandikwa hapo juu inalingana na kinachojulikana kama wastani ρ kwa mwili unaozingatiwa. Ikiwa tutatenga kiasi kidogo ndani yake, basi thamani iliyohesabiwa ρi inaweza kutofautiana sana na thamani ya awali. Ukweli huu unahusishwa na uwepo wa usambazaji usio sawa wa wingi juu ya kiasi. Katika kesi hii, wianiρi inaitwa local.
Kwa kuzingatia suala la usambazaji usio sare wa jambo, inaonekana kuvutia kufafanua jambo moja. Tunapoanza kuzingatia kiasi cha msingi karibu na mizani ya atomiki, dhana ya mwendelezo wa kati inakiukwa, ambayo ina maana kwamba haina maana kutumia sifa ya msongamano wa ndani. Inajulikana kuwa karibu uzito wote wa atomi umejilimbikizia kwenye kiini chake, radius yake ni takriban mita 10-13. Uzito wa msingi unakadiriwa na takwimu kubwa. Hii ni 2, 31017 kg/m3.
Kipimo cha msongamano
Ilionyeshwa hapo juu kuwa kwa mujibu wa fomula, msongamano ni sawa na uwiano wa wingi na ujazo. Ukweli huu huturuhusu kubainisha sifa iliyobainishwa kwa kupima tu uzito wa mwili na kupima vigezo vyake vya kijiometri.
Ikiwa umbo la mwili ni changamano sana, basi mbinu ya jumla ya kubainisha msongamano itakuwa uzani wa hidrostatic. Inategemea matumizi ya nguvu ya Archimedean. Kiini cha njia ni rahisi. Mwili hupimwa kwanza kwa hewa na kisha kwa maji. Tofauti katika uzito hutumiwa kuhesabu wiani usiojulikana. Ili kufanya hivyo, tumia fomula ifuatayo:
ρ=ρl P0 / (P0 - P l),
ambapo P0, Pl - uzito wa mwili katika hewa na kimiminika. Ipasavyo, ρl ni msongamano wa kioevu.
Njia ya kupima uzani wa hidrostatic ili kubainisha msongamano, kulingana na hekaya, ilitumiwa kwanza na mwanafalsafa kutoka Syracuse. Archimedes. Aliweza, bila kukiuka uadilifu wa kimwili wa taji, kuamua kwamba sio tu dhahabu, lakini pia metali nyingine zisizo na mnene zilitumiwa kuifanya.
