Apakah ukuran ketumpatan, secara ringkas
Ketumpatan ialah berapa banyak jisim yang dibungkus ke dalam jumlah ruang tertentu — jisim dibahagikan dengan isipadu. Itulah sebabnya kotak kasut yang penuh dengan bulu mudah diangkat manakala kotak kasut yang sama padat dengan plumbum hampir tidak bergerak: isipadu yang sama, jisim yang sangat berbeza, ketumpatan yang sangat berbeza.
Perhubungan tunggal itu — ρ = m ÷ V — menghubungkan tiga kuantiti dengan begitu rapat sehingga mengetahui mana-mana dua sentiasa membolehkan anda menyelesaikan untuk yang ketiga. Kalkulator ini mengendalikan ketiga-tiga arah, serta penukaran unit yang mudah apabila nombor anda datang dalam sistem yang berbeza.
Formula ketumpatan, disusun semula tiga cara
Cari ketumpatan
ρ = m ÷ V
5 kg dalam bekas 0.002 m³: 5 ÷ 0.002 = 2,500 kg/m³.
Cari jisim
m = ρ × V
Isi 2,500 kg/m³ 0.002 m³: 2,500 × 0.002 = 5 kg.
Cari kelantangan
V = m ÷ ρ
5 kg pada 2,500 kg/m³: 5 ÷ 2,500 = 0.002 m³.
Ketiga-tiga contoh menerangkan blok bahan yang sama — itulah titik segi tiga. Sebaik sahaja anda mengetahui mana-mana dua sudut, yang ketiga ditetapkan.
Bagaimana hasil anda dibandingkan dengan bahan harian
A raw number like "2,700 kg/m³" means more once you can place it next to something familiar. Every result on this calculator gets charted against the same five reference points:
| bahan | Ketumpatan (kg/m³) |
|---|---|
| Udara (paras laut) | 1.225 |
| air | 1,000 |
| aluminium | 2,700 |
| besi | 7,870 |
| emas | 19,300 |
Ini juga merupakan cara klasik ketumpatan digunakan untuk mengenal pasti bahan yang tidak diketahui — mengukur jisim dan isipadu sampel, menilai ketumpatannya dan membandingkan hasilnya dengan nilai rujukan yang diketahui seperti ini.
Menukar antara unit ketumpatan
Ketumpatan ditunjukkan dalam mana-mana sistem unit yang digunakan oleh bahan sumber — kertas sains metrik dalam kg/m³ atau g/cm³, spesifikasi kejuruteraan AS dalam lb/ft³ atau lb/in³. Penukaran semuanya dikurangkan kepada asas yang sama:
| Unit | Sama dengan (kg/m³) |
|---|---|
| 1 g/cm³ | 1,000 |
| 1 g/L | 1 |
| 1 lb/ft³ | 16.018 |
| 1 lb/in³ | 27,679.9 |
Perlu diingat sebagai jalan pintas: 1 g/cm³ sama dengan tepat 1,000 kg/m³, yang juga merupakan ketumpatan air — jadi ketumpatan air ialah 1 dalam g/cm³, penanda aras yang mudah untuk menilai sama ada sesuatu akan terapung.
Di mana ketumpatan sebenarnya digunakan
- Terapung dan tenggelam: objek terapung dalam bendalir apabila ketumpatan keseluruhannya lebih rendah daripada bendalir — prinsip di sebalik badan kapal, jaket keselamatan dan belon udara panas.
- Pengenalpastian bahan: membandingkan ketumpatan terukur sampel terhadap nilai rujukan yang diketahui, seperti dalam jadual di atas, ialah cara cepat untuk membezakan logam atau mineral.
- Penghantaran dan pengangkutan: pembawa sering mengenakan bayaran mengikut berat dimensi, yang sebenarnya merupakan pengiraan ketumpatan — besar, pakej berketumpatan rendah boleh menelan kos lebih tinggi untuk dihantar daripada berat sebenar yang dicadangkan.
- Kimia dan sains bahan: ketumpatan memberi suapan kepada segala-galanya daripada pengiraan kepekatan kepada sama ada bahan akan kekal terampai dalam campuran.
Jika anda mengusahakan bahagian jisim formula ini sendiri — katakan, menukar berat penghantaran antara unit — Kalkulator Jisim dan Kalkulator Berat mengendalikannya secara langsung, dan Kalkulator Kelantangan boleh menyenaraikan isipadu bentuk biasa jika anda belum lagi mengukurnya.
Ketumpatan tidak tetap — suhu mengubahnya
Hampir setiap bahan mengembang sedikit apabila dipanaskan dan mengecut apabila disejukkan, yang bermaksud ketumpatannya berkurangan apabila hangat dan naik apabila sejuk — jisim yang sama kini mengisi volum yang berbeza sedikit. Pengukuran makmal dan helaian data bahan hendaklah sentiasa mencatat suhu yang diambil, kerana ketumpatan yang disebut tanpa satu hanyalah anggaran.
Air memecahkan corak biasa dalam satu cara yang terkenal: ia sebenarnya paling tumpat pada kira-kira 4°C, bukan pada takat bekunya. Sejukkan lagi dan ia mula mengembang semula, itulah sebabnya ais kurang tumpat daripada air cecair dan terapung dan bukannya tenggelam — satu kelainan ikatan hidrogen yang menghalang tasik daripada membeku pepejal dari bawah ke atas.
Sumber dan bacaan lanjut
Ketumpatan rujukan ialah nilai anggaran pada keadaan bilik biasa dan akan berbeza mengikut ketulenan, suhu dan tekanan.