Рассчитать массу металла по размеру: Калькулятор металлов

Рассчитать массу металла по размеру: Калькулятор металлов – посчитать точный вес металлопроката

alexxlab | 04.01.2023 | 0 | Разное

Содержание

Калькулятор массы

Для различных изделий сложной формы и профиля, с наличием прорезей и отверстий очень трудно рассчитать вес, а это очень важный момент – для транспортировки, для расчета монтажных параметров, для конструкторской документации и других целей. Процесс взвешивания также представляет собой сложности, особенно, когда изделия крупногабаритные – например, трубы, валы, турбины, металлические или деревянные конструкции, изделия из бетона и железобетона и т.д., или же вес небольшой детали, но сложной конфигурации.

Мы предлагаем Вашему вниманию универсальный интерактивный калькулятор массы для самостоятельного расчета массы изделий самой разной формы из материалов цилиндрической или листовой формы. Его особенность в том, что он позволяет узнать вес детали или изделия не только из металлопроката и сплавов, но и любых других материалов: дерева и МДФ, пластиков и полимеров, бумаги, картона, резины, бетона, кирпича. Сделать это можно просто внеся габаритные показатели детали с вычетом размеров отверстий и прорезей, а также, величину коэффициента плотности материала, из которого деталь изготовлена.

Точные данные можно найти в представленной рядом таблице.

Масса цилиндрической детали рассчитывается следующим образом:

• В соответствующие поля калькулятора массы внести размерные показатели: диаметр, длину и справочную плотность материала – калькулятор рассчитает общую массу изделия.
• Второй шаг – если на изделии есть выступы, ступени – надо добавить их габариты.
• И третий шаг – вычесть размеры отверстий, выемок, прорезей.
• Результат – точная расчетная масса цилиндрической детали.

Масса детали из листа рассчитывается следующим образом:

• В соответствующие поля калькулятора массы внести размерные показатели: ширину, длину, толщину и справочную плотность материала – калькулятор рассчитает общую массу изделия.
• Второй шаг – если на изделии есть выступы – надо добавить их габариты.

• И третий шаг – вычесть размеры прямоугольных или круглых отверстий.
• Результат – точная расчетная масса детали из листа.

Наш калькулятор массы изделий будет полезен как конструктору, так и для заказчиков, ведь он позволяет очень быстро и почти со 100%-точностью получить необходимые данные относительно веса изделия без сложных математических расчетов и процедуры взвешивания.

Обратите внимание, что по умолчанию в калькуляторе стоит масса марки стали 40 ГОСТ 1050-88.

Поделитесь информацией

Плотность материалов
Наименование	Плотность ρ, кг/м3
Черные металлы
Сталь 10 ГОСТ 1050-88	7856
Сталь 20 ГОСТ 1050-88	7859
Сталь 40 ГОСТ 1050-88	7850
Сталь 60 ГОСТ 1050-88	7800
С235-С375 ГОСТ 27772-88	7850
Ст3пс ГОСТ 380-2005	7850
Чугун ковкий КЧ 70-2 ГОСТ 1215-79	7000
Чугун высокопрочный ВЧ35 ГОСТ 7293-85	7200
Чугун серый СЧ10 ГОСТ 1412-85	6800
Чугун серый СЧ20 ГОСТ 1412-85	7100
Чугун серый СЧ30 ГОСТ 1412-85	7300
Алюминий и сплавы алюминиевые
Силумин АК12ж ГОСТ 1583-93	2700
Сплав АК12 ГОСТ 1583-93	2710
Сплав АК5М ГОСТ 1583-93	2640
Сплав АК7 ГОСТ 1583-93	2700
Сплав АО9-1 ГОСТ 14113-78	2700
Магний и сплавы магниевые
Сплав ВМЛ9	1850
Сплав ВМЛ5	1890
Сплав МЛ10. ..МЛ19 ГОСТ 2856-79	1810
Баббиты оловянные и свинцовые
Б83 ГОСТ 1320-74	7380
Б87 ГОСТ 1320-74	7300
БН ГОСТ 1320-74	9550
Медь и медные сплавы
Бронза оловянная БрО10C10	8800
Бронза оловянная БрО19	8600
Бронза оловянная БрОC10-10	9100
Бронза оловянная БрОA10-1	8750
Бронза БрА10Ж3Мч2 ГОСТ 493-79	8200
Бронза БрА9Ж3Л ГОСТ 493-79	8200
Бронза БрМц5 ГОСТ 18175-78	8600
Латунь Л60 ГОСТ 15527-2004	8800
Латунь ЛА ГОСТ 1020-97	8500
Медь М0, М1, М2, М3 ГОСТ 859-2001	8940
Медь МСр1 ГОСТ 16130-90	8900
Титан и титановые сплавы
ВТ1-0 ГОСТ 19807-91	4500
ВТ14 ГОСТ 19807-91	4500
ВТ20Л ГОСТ 19807-91	4470
Фторопласты
Ф-4 ГОСТ 10007-80 Е	2100
Фторопласт – 1 ГОСТ 13744-87	1400
Фторопласт – 2 ГОСТ 13744-87	1700
Фторопласт – 3 ГОСТ 13744-87	2710
Фторопласт – 4Д ГОСТ 14906-77	2150
Термопласты
Дакрил-2М ТУ 2216-265-057 57 593-2000	1190
Полиметилметакрилат ЛПТ ТУ 6-05-952-74	1180
Полиметилметакрилат суспензионный ЛСОМ ОСТ 6-01-67-72	1190
Винипласт УВ-10 ТУ 6-01-737-72	1450
Поливинилхлоридный пластикат ГОСТ 5960-72	1400
Полиамид ПА6 блочный Б ТУ 6-05-988-87	1150
Полиамид ПА66 литьевой ОСТ 6-06-369-74	1140
Капролон В ТУ 6-05-988	1150
Капролон ТУ 6-06-309-70	1130
Поликарбонат	1200
Полипропилен ГОСТ 26996-86	900
Полиэтилен СД	960
Лавсан литьевой ТУ 6-05-830-76	1320
Лавсан ЛС-1 ТУ 6-05-830-76	1530
Стиролпласт АБС 0809Т ТУ 2214-019-002 03521-96	1050
Полистирол блочный ГОСТ 20282-86	1050
Сополимер стирола МСН ГОСТ 12271-76	1060
Полистирол ударопрочный УПС-0505 ГОСТ 28250-89	1060
Стеклопластик ВПС-8	1900
Стеклотекстолит конструкционный КАСТ-В ГОСТ 10292-74	1850
Винилискожа-НТ ГОСТ 10438-78	1440
Резина 6Ж ТУ 38-005-1166-98	1050
Резина ВР-10 ТР 18-962	1800
Стекло листовое ГОСТ 111-2001	2500
Стекло органическое техническое ТОСН ГОСТ 17622-72	1180
Прочие металлы
Вольфрам ВА ГОСТ 18903-73	19300
Вольфрам ВТ-7 ГОСТ 18903-73	19300
Золото Зл 99,9 ГОСТ 6835-2002	19300
Индий ИНО ГОСТ 10297-94	7300
Кадмий КдО ГОСТ 1467-93	8640
Олово О1пч ГОСТ 860-75	7300
Паладий Пд 99,8 ГОСТ 13462-79	12160
Платина Пд 99,8 ГОСТ 13498-79	21450
Свинец С0 ГОСТ 3778-98	11400
Серебро 99,9 ГОСТ 6836-2002	11500
Цинк Ц1 ГОСТ 3640-94	7130
Прочие материалы
Древесина, пробка	480
Древесина, лиственница	660
Древесина, липа	530
Древесина, ель	450
Древесина, сосна	520
Древесина, береза	650
Древесина, бук	690
Бумага	700-1200
Резина	900-2000
Кирпич	1400-2100
Фарфор	2300
Бетон	2000-2200
Цемент	2800-3000

Калькулятор металла – Упрощает задачу в расчете массы или длины металлопроката

Калькулятор металла

Данный металлический калькулятор предназначен для того, что бы упростить вашу задачу в расчете массы или длины металлопроката. Он поможет вам рассчитать вес металла по его объёму и наоборот.

Для чего он необходим

Когда необходимо купить металлопрокат, необходимо знать каким транспортом его будет удобнее перевозить. От того, какова будет общая масса металлических изделий, зависит тоннажность автомобилей или другого транспорта для доставки. Поэтому возникает вопрос как вычислить массу необходимого количества металлопроката.

Когда-то решение этого вопроса занимало массу времени даже у высококвалифицированных специалистов. Ведь для выполнения необходимых расчетов нужно было знать теоретическую массу веса различных металлов, формулы для вычисления объема различных прокатных форм и т.д. Такая сложность вычислений требовала поиска новых решений. Таким решением стал калькулятор металлопроката онлайн.

Теперь при составлении любых строительных спецификаций применяется калькулятор металлопроката вместо множества таблиц, формул и кропотливых подсчетов. С помощью нашего сервиса калькулятор металлопроката онлайн можно рассчитать массу таких металлов:
— сталь;
— чугун;
— алюминий;
— бронза;
— латунь;
— магний;
— никель;
— медь;
— олово;
— свинец;
— титан;
— цинк.

Как это сделать

Для того, чтобы произвести расчет нужно в выпадающем меню программы Бесплатный калькулятор металлопроката онлайн выбрать тип металла и тип проката. Расчет производится для таких типов проката:
— уголок;
— лист;
— труба;
— круг/проволока/катанка;
— труба квадратная;
— прокат;
— швеллер;
— лента/полоса;
— балка;
— шестигранник.

Для каждого типа металла есть возможность выбора конкретной марки. Например, когда в выпадающем меню «Тип металла» выбрана сталь, то в выпадающем меню «Марка», справа от поля с типом металла, можно выбрать любую из стандартных марок стали. Также в программу внесены все существующие марки металлов, из которых производится металлопрокат.

Далее, выбрав тип проката, тип металла и его марку, остается указать основные параметры самого изделия. В программе наглядно отображается какой именно параметр нужно внести для расчета. К каждому типу металлопроката прилагается графическое изображение его среза с отображением в виде букв названия каждой грани, полочки и т. п. Также изображен сам тип металлопроката. Вы наверняка не спутаете тип «лист» с типом «полоса», или «квадратную трубу» с «квадратом». Для удобства и простоты измерений на графическом изображении среза металлопроката обозначены названия каждой полочки, например, a, b, c. Например, если вы рассчитываете массу алюминиевого уголка, вам нужно указать высоту и ширину его полочек, а также толщину стенки (толщину листа металла). Для расчета массы медной трубы нужно указать ее полный диаметр и толщину стенок. Поля, в которые нужно вносить конкретные размеры, имеют тоже название, что и названия в графическом изображении.

В калькулятор металла эти данные вносятся в миллиметрах. Кроме того, укажите длину конкретного металлоизделия в соответствующем поле, длина указывается в метрах. Теперь остается сделать клик на кнопке «Посчитать» и в поле «Масса» программа выдаст значение массы указанного металлопроката в килограммах, с точностью до грамма.

Для произведения расчета общей массы различных металлических изделий с разными габаритами, выполните расчет для каждого типа изделия отдельно. Затем просто сложите получившиеся результаты – и вы узнаете точную массу всего необходимого вам количества металлопроката.

Как рассчитать вес металла?

Металл — это вещество, которое выглядит блестящим при свежей обработке, полировке или разрушении и довольно эффективно проводит электричество и тепло. Как правило, металлы ковкие (из них можно выковать тонкие листы) и пластичные (из них можно вытянуть проволоку). Эти характеристики являются результатом металлической связи, которая существует между атомами или молекулами металла. Металл может быть химическим элементом, таким как железо, сплавом, таким как нержавеющая сталь, молекулярным комплексом, таким как полимерный нитрид серы, или любой их комбинацией.

Металлы — это химические элементы, составляющие 25% земной коры и используемые во многих областях современной жизни. Благодаря своей долговечности и прочности различные металлы часто используются в строительстве высотных зданий и мостов, а также в большинстве автомобилей, бытовой техники, инструментах, трубопроводах и железнодорожных путях. В прошлом в качестве валюты использовались драгоценные металлы, но в настоящее время металлы для чеканки включают не менее 23 химических элементов.

Зачем рассчитывать вес металла?

При выборе материала для металлического проекта учитываются следующие моменты: бюджет, производительность и внешний вид металла. Это означает, что необходимо учитывать несколько факторов, включая прочность материала, коррозионную стойкость и пластичность.

Однако одним из наиболее важных соображений является вес, так как он влияет на множество факторов, от стоимости до мобильности. Далее мы узнаем, как рассчитать вес металла, используемого в проекте, исходя из типа и количества металла, который предполагается использовать.

Расчет веса металла аналогичен расчету веса любого другого материала для определения веса любого типа металлического изделия, включая балки, различные типы профилей, стержни, трубы, трубы и листы. Должны быть известны объем металла (куб. дюйм, куб. мм, куб. см и т. д.) и плотность (часто в г/см ³ , унций/дюйм ³ ). Вес металла получается путем умножения двух.

Как рассчитать вес металла?

Рассчитать вес металлического проекта легко, в процессе участвуют следующие этапы.

Шаг 1: Определение площади сечения (S)

Определение площади поперечного сечения металлического изделия должно быть первым шагом. Это можно сделать, просто умножив ширину поперечного сечения на его высоту.

Шаг 2: Определите длину (l)

Измерьте общую длину металлического изделия.

Этап 3: Определение плотности (ρ)

Плотность продукта, которая определяется как его масса на единицу объема, является третьим определяемым измерением. Рассмотрим вещество, имеющее плотность 7,5 г/см 9 .0013 3 означает, что в каждом кубическом сантиметре вещества содержится 7,5 грамма массы.
Для определения плотности металла перед его выбором следует использовать таблицу плотности. Некоторые металлы доступны в различных классах, каждый из которых имеет уникальную плотность. Например, в зависимости от качества нержавеющая сталь имеет плотность от 7,7 до 8 г/см ³ .

Сентябрь 4: Рассчитайте вес

Рассчитайте вес металла по следующей формуле после сбора данных о площади его поперечного сечения, длине и плотности.
Чтобы рассчитать вес металла, нам нужно умножить объем (V) металла на его плотность (ρ). А объем различных металлических форм – это произведение их площади поперечного сечения (S) на их длину (L).

Вес металла = объем (V) x Плотность (ρ)
= Площадь секции (S) x Длина (L) x Плотность (ρ)

металла в проекте может потребоваться по нескольким причинам, наряду со следующими факторами.

Вес влияет на стоимость: Цена сырья устанавливается за фунт или за сто фунтов. Это будет стоить дороже, если есть использование более плотного металла.
Вес влияет на подвижность: Подъем металлических предметов является обычной задачей, и подъемная машина может иметь ограничение по весу. При выборе металла учитывайте грузоподъемность. Делая это, можно предотвратить рискованные обстоятельства, такие как опрокидывание машины и травмы рабочих.
Вес влияет на стоимость доставки: Кроме того, более тяжелые материалы будут стоить дороже при транспортировке. Стоимость доставки увеличивается с весом товара. Убедиться, что продукт имеет определенный вес, помогает избежать дорогостоящих затрат и сохранить бюджет.

Материалы, используемые для металлических проектов

Вес является критическим требованием при выборе правильного металла, но также необходимо учитывать множество других аспектов, включая твердость, прочность и коррозионную стойкость металла.

Сталь: Благодаря своей высокой прочности сталь является материалом, который высоко ценится в строительной отрасли. Сталь может быть лучшим вариантом, если вам нужна гибкость сварки, но вы ограничены в бюджете.
Кроме того, сталь имеет отличное соотношение прочности и веса и достаточно пластична, чтобы принимать практически любую форму. Сталь является предпочтительным материалом для многих секторов, от оружия до опорных балок. Обычная углеродистая сталь имеет плотность 7,85 г/см3. Чтобы определить вес стали для соответствующих работ по металлообработке, используйте калькулятор веса стали. При работе с металлическими листами, а не со стержнями или трубами, также полезен калькулятор веса стального листа.
Нержавеющая сталь: Обладает высоким уровнем коррозионной стойкости, а нержавеющая сталь часто используется в крупносерийном производстве металлов. Он также хорошо известен своей привлекательностью и простотой очистки, что позволяет широко использовать его во всем, от кухонной техники до медицинского оборудования.
Плотность нержавеющей стали варьируется в зависимости от марки и варьируется от 7,7 г/см3 для 0Cr13 до 8 г/см3 для 3Cr13Ni7Si2.
Медь: Благодаря прекрасной полировке и электропроводности медь является важным металлом в контрактном производстве. Медь часто используется в производстве металлов из-за ее ковкости и устойчивости к коррозии. Медь часто используется в сантехнике и морском оборудовании. Чистая медь имеет плотность 8,9.г/см3.
Латунь: Латунь более доступна по цене, чем медь, и часто используется из-за того, что этот металл ведет себя при высоких температурах. Латунь — отличный материал для деталей оборудования и автомобилей, потому что она устойчива к электричеству, трению и искрам. В зависимости от марки латунь имеет плотность от 8,5 до 8,8 г/см3.

Решенные задачи на вес металла

Задача 1: Квадратная пластина из нержавеющей стали 422 имеет размеры 1 × 0,4 × 0,2 метра. Найдите его вес.

Solution:

Given:
Volume of Stainless steel = 1 × 0.4 × 0. 2 = 0.08 m ³
we know, the density of stainless steel is 7700 kg/m ³
Чтобы найти вес нержавеющей стали, умножьте объем на плотность:
Вес металла = объем × плотность
Вес металла = 0,08 × 7700 = 616 кг.

Задача 2: Необходимо купить круглый алюминиевый пруток диаметром 0,1 м и длиной 8 м. Рассчитайте вес штанги.

Решение:

Дано:
Диаметр круглого стержня (d) = 0,1 м
Длина круглого стержня (L) = 8 м )/4 × L
= (3,14 × 0,1 × 0,1)/4 × 8 = 0,063 м ³
Мы знаем, плотность алюминия составляет 2700 кг/м3
Вес металла = объем × плотность
Металл. вес = 0,063 × 2700 = 170,1 кг.

Задача 3: Шестиугольный железный брусок шириной 8 см и длиной 5 м предназначен для строительства. рассчитать вес металлического стержня.

Решение:

Дано:
Ширина шестигранного стержня (W) = 8 см = 0,08 м
Длина шестигранного стержня (L) = 5 м × W² × L
= √3/2 × (0,08) ² × 5 = 0,028 м ³
мы знаем, плотность железа 7870 кг/м ³
Вес металла = объем x плотность
Вес металла = 0,028 x 7870 = 220,36 кг.

Задача 4: Для изготовления необходимо использовать круглый латунный стержень диаметром 0,09 м и длиной 5 м. Рассчитайте вес штанги.

Решение:

Дано:
Диаметр круглого стержня (d) = 0,09 м
Длина круглого стержня (L) = 5 м
Объем круглого стержня = (1π3 )/4 × L
= (3,14 × 0,09 × 0,09)/4 × 5 = 0,032 м ³
известно, плотность латуни 8500 кг/м ³
Вес металла = объем × плотность
3 0,032 × 8500 = 272 кг

Часто задаваемые вопросы о металле

Вопрос 1: Что такое металл?

Ответ:

Металл — это любой из группы материалов, отличающихся высокой тепло- и электропроводностью, ковкостью, пластичностью и высокой светоотражающей способностью.

Вопрос 2: Что такое вес металла?

Ответ:

Вес металла – это сила, действующая на металлический объект под действием силы тяжести. Это также относится к тяжести конкретного металла.

Вопрос 3: В чем разница между весом металла и плотностью металла?

Ответ:

Вес конкретного металла на самом деле представляет собой тяжесть или гравитационную силу, действующую на него. Принимая во внимание, что плотность металла может быть определена как вес на единицу объема.

Вопрос 4: Укажите формулу для расчета веса металла.

Ответ:

Чтобы определить вес материала, мы можем использовать формулу
Вес (кг) = Площадь сечения (мм2) x Длина (м) x Плотность (г/см3) x ( 1/1000)

Вопрос 5: Почему важно рассчитывать вес металла?

Ответ:

Расчет веса металла важен, поскольку он влияет на различные факторы, такие как стоимость/бюджет, машины, необходимые для перемещения металлов, другие расходы на транспортировку этих металлов и сложность металла. конструкции из этих металлов.

Вопрос 6: Перечислите несколько часто используемых металлов.

Answer:

A few regularly used metals are:
Steel
Cast Iron
Copper
Aluminum
Brass
Titanium

Related Resources

Properties of Metals и неметаллы
Металлы и неметаллы
Использование металлов и неметаллов

Плотность и процентный состав — Химия LibreTexts

Последнее обновление
Сохранить как PDF

Идентификатор страницы: 350

Что тяжелее, килограмм перьев или килограмм кирпичей? Хотя многие люди скажут, что килограмм кирпичей тяжелее, на самом деле они весят одинаково! Однако многие люди захвачены понятием плотности, что заставляет их неправильно отвечать на вопрос. Килограмм перьев явно занимает больше места, но это потому, что он менее «плотный». Но что такое плотность и как ее определить?

Введение

Плотность (\(\rho\)) — это физическое свойство, которое можно найти путем деления массы объекта на его объем. Независимо от размера выборки плотность всегда постоянна. Например, плотность чистого образца вольфрама всегда составляет 19,25 грамма на кубический сантиметр. Это означает, что независимо от того, есть ли у вас один грамм или один килограмм образца, плотность никогда не изменится. Уравнение выглядит следующим образом:

\[ Плотность = \dfrac{Масса}{Объем} \]

или просто

\[\rho = \dfrac{m}{v} \label{dens}\]

На основании уравнения \(\ref{dens}\) становится ясно, что плотность может меняться и изменяется от элемента к элементу и вещество к веществу из-за различий в отношении массы и объема. Давайте разберем его еще на один шаг. Что такое масса и объем? Мы не можем понять плотность, пока не знаем ее части: массу и объем. Следующие два раздела познакомят вас со всей необходимой информацией об объеме и массе, чтобы правильно решать и манипулировать уравнением плотности.

Масса

Масса относится к количеству материи в объекте. Единицей массы в СИ является килограмм (кг), хотя граммы (г) обычно используются в лаборатории для измерения меньших величин. Часто люди путают вес с массой. Вес касается силы, действующей на объект в зависимости от массы и гравитации. Это можно записать как

\[\text{Вес} = \text{масса} \times \text{гравитация}\]

\(Вес = {м}{г}\)

Следовательно, изменения веса из-за изменения гравитации и ускорения. Например, масса куба весом 1 кг останется равной 1 кг, находится ли он на вершине горы, на дне моря или на Луне, но его вес будет другим. Еще одно важное различие между массой и весом заключается в том, как они измеряются. Вес измеряется весами, а масса измеряется весами. Точно так же, как люди путают массу и вес, они также путают весы и противовесы. Весы противодействуют действию гравитации, а весы учитывают ее. В лаборатории есть два типа весов: электронные и ручные. С ручными весами вы находите неизвестную массу объекта, регулируя или сравнивая известные массы, пока не будет достигнуто равновесие.

Объем

Объем описывает количество трехмерного пространства, которое занимает объект. Единицей объема в СИ является кубический метр (м ³ ), но миллилитры (мл), кубические сантиметры (см ³ ) и литры (л) более распространены в лаборатории. Существует множество уравнений для нахождения объема. Вот лишь некоторые из простых:

Объем = (длина) ³ или (длина)(ширина)(высота) или (площадь основания)(высота)

Плотность: дальнейшее исследование

Нам известны все компоненты плотности, так что давайте более подробно рассмотрим саму плотность. Единицей, наиболее широко используемой для выражения плотности, является г/см ³ или г/мл, хотя технически единицей СИ для плотности является кг/м ³ . Граммы на кубический сантиметр эквивалентны граммам на миллилитр (г/см

3 = г/мл). Чтобы найти плотность, просто следуйте уравнению d = m/v. Например, если бы у вас был металлический куб массой 7,0 г и объемом 5,0 см ³ , плотность была бы 93\]

Иногда вам нужно преобразовать единицы измерения, чтобы получить правильные единицы измерения плотности, например, мг в г или ³ в см ³ .

Плотность может использоваться для идентификации неизвестного элемента. Конечно, вы должны знать плотность элемента по отношению к другим элементам. Ниже приведена таблица, в которой перечислены плотности нескольких элементов из Периодической таблицы при стандартных условиях температуры и давления, или STP, соответствующие температуре 273 К (0° Цельсия) и давлению в 1 атмосферу. 9{-4})\) при 0 °С и 1 атм. давление 2 Алюминий (Al) 2,7 13 Цинк (Zn) 7,13 30 Олово (Sn) 7,31 50 Железо (Fe) 7,87 26 Никель (Ni) 8,9 28 Кобальт (Co) 8,9 27 Медь (Cu) 8,96 29 Серебро (Ag) 10,5 47 Свинец (Pb) 11. 35 82 Ртуть (Hg) 11,55 80 Золото (золото) 19,32 79 Платина (Pt) 21,45 78 Осмий (Os) 22,6 76

Как видно из таблицы, самым плотным элементом является осмий (Os) с плотностью 22,6 г/см ³ . Наименее плотным элементом является водород (H) с плотностью 0,09 г/см ³ .

Плотность и температура

Плотность обычно уменьшается с повышением температуры и также увеличивается с понижением температуры. Это связано с тем, что объем зависит от температуры. Объем увеличивается с повышением температуры. Если вам интересно, почему плотность чистого вещества может меняться в зависимости от температуры, загляните на страницу ChemWiki, посвященную взаимодействиям Ван-дер-Вааль. Ниже приведена таблица, показывающая плотность чистой воды при разных температурах.

Таблица \(\PageIndex{2}\): Плотность воды как функция температуры
Температура (C)	Плотность (г/см ³ )
100	0,9584
80	0,9718
60	0,9832
40	0,9922
30	0,9957
25	0,997
22	0,9978
20	0,9982
15	0,9991
10	0,9997
4	1. 000
0 (жидкость)	.9998
0 (сплошной)	0,9150

Как видно из таблицы \(\PageIndex{2}\), плотность воды уменьшается с повышением температуры. Жидкая вода также является исключением из этого правила при температуре от 0 до 4 градусов Цельсия, когда ее плотность увеличивается, а не уменьшается, как ожидалось. Глядя на таблицу, вы также можете увидеть, что лед менее плотный, чем вода. Это необычно, поскольку твердые вещества обычно более плотные, чем их жидкие аналоги. Лед менее плотный, чем вода из-за водородных связей. В молекуле воды водородные связи прочные и компактные. По мере того как вода замерзает в шестиугольные кристаллы льда, эти водородные связи отдаляются друг от друга, и объем увеличивается. С этим увеличением объема происходит уменьшение плотности. Это объясняет, почему лед всплывает на поверхность чашки с водой: лед менее плотный.

Несмотря на то, что правило плотности и температуры имеет свои исключения, оно все же полезно. Например, он объясняет, как работают воздушные шары.

Плотность и давление

Плотность увеличивается с увеличением давления, потому что объем уменьшается с увеличением давления. А поскольку плотность = масса/объем, то чем меньше объем, тем выше плотность. Вот почему все значения плотности в периодической таблице записываются в STP, как указано в разделе «Плотность и периодическая таблица». Уменьшение объема по отношению к давлению объясняется законом Бойля: \(P_1V_1 = P_2V_2\), где P = давление, а V = объем. Эта идея поясняется на рисунке ниже. Подробнее о законе Бойля, а также о других газовых законах можно узнать здесь.

Принцип Архимеда

Греческий ученый Архимед сделал важное открытие в 212 г. до н.э. История гласит, что Архимеда попросили выяснить для короля, не обманывает ли его ювелир, заменяя золото для короны серебром, более дешевым металлом. Архимед не знал, как найти объем объекта неправильной формы, такого как корона, хотя знал, что может различать элементы по их плотности. Размышляя над этой загадкой в ванне, Архимед понял, что, когда он вошел в ванну, вода поднялась. Затем он понял, что может использовать аналогичный процесс для определения плотности короны! Затем он якобы бегал по улицам голым, крича «Эврика», что означает «Я нашел это!» на латыни.

Затем Архимед проверил корону царя, взяв настоящую золотую корону равной массы и сравнив плотность двух корон. Королевская корона вытеснила больше воды, чем золотая корона той же массы, а это означает, что королевская корона имела больший объем и, следовательно, меньшую плотность, чем настоящая золотая корона. Таким образом, «золотая» корона короля не была сделана из чистого золота. Конечно, эта история сегодня оспаривается, потому что Архимед не был точен во всех своих измерениях, что затруднило бы точное определение различий между двумя коронами.

Принцип Архимеда гласит, что если объект имеет большую плотность, чем жидкость, в которую он помещен, он будет тонуть и вытеснять объем жидкости, равный его собственному. Если он имеет меньшую плотность, то будет всплывать и вытеснять массу жидкости, равную своей собственной. Если плотность одинакова, он не будет тонуть или всплывать. Этот принцип также объясняет, почему воздушные шары, наполненные гелием, всплывают. Воздушные шары, как мы узнали из раздела о плотности и температуре, плавают, потому что они менее плотны, чем окружающий воздух. Гелий менее плотный, чем атмосферный воздух, поэтому он поднимается вверх. Принцип Архимеда также можно использовать для объяснения того, почему лодки плавают. Лодки, включая все воздушное пространство внутри их корпусов, имеют гораздо меньшую плотность, чем вода. Лодки из стали могут плавать, потому что они перемещают свою массу в воде, не погружаясь полностью.

В приведенной ниже таблице \(\PageIndex{3}\) приведены плотности некоторых жидкостей, чтобы представить ситуацию в перспективе.

Таблица \(\PageIndex{3}\): плотность некоторых жидкостей
Жидкость	Плотность в кг/м ³	Плотность в г/см ³
2-метоксиэтанол	964,60	0,9646
Уксусная кислота	1049. 10	1,049
Ацетон	789,86	0,7898
Спирт этиловый	785.06	0,7851
Спирт метиловый	786,51	0,7865
Аммиак	823,35	0,8234
Бензол	873,81	0,8738
Вода чистая	1000. 00	1.000

Процентный состав

Процентный состав очень прост. Процентный состав говорит вам по массе, какой процент каждого элемента присутствует в соединении. Химическое соединение представляет собой комбинацию двух или более элементов. Если вы изучаете химическое соединение, вы можете захотеть найти процентное содержание определенного элемента в этом химическом соединении. Уравнение для процентного состава: (масса элемента/молекулярная масса) x 100,9.0003

Этапы расчета процентного состава элементов в соединении

Найдите молярную массу всех элементов в соединении в граммах на моль.
Найдите молекулярную массу всего соединения.
Разделите молярную массу компонента на всю молекулярную массу.
Теперь у вас будет число от 0 до 1. Умножьте его на 100%, чтобы получить состав в процентах.

Советы по решению:

Процентный состав всех элементов в соединениях должен составлять в сумме 100%. В бинарном соединении вы можете найти % первого элемента, затем сделать 100%-(% первого элемента), чтобы получить (% второго элемента)
При использовании калькулятора общую молярную массу можно сохранить в переменной, например “A”. Это ускорит расчеты и уменьшит количество ошибок.

Пример \(\PageIndex{1}\): Пентахлорид фосфора

Каково процентное содержание фосфора и хлора в \(PCl_5\)?

Раствор

Найдите молярную массу всех элементов соединения в граммах на моль.

\(P\): \(1 \умножить на 30,975 \,г/моль = 30,75\, г/моль\)
\(Cl\): \(5 \х35,453\, г/моль = 177,265\, г/моль\)

Найдите молекулярную массу всего соединения.

\(PCl_5\): \(1 \х30,975\,г/моль + 5\х35,453\, г/моль = 208,239\, г/моль\)

Разделите молярную массу компонента на всю молекулярную массу.

\(P\): \(\dfrac{30,75\, г/моль}{208,239\, г/моль} \times 100\% = 14,87\%\)
\(Cl\): \(\dfrac{177,265 \, г/моль}{208,239\, г/моль} \х100\% = 85,13 \%\)

Таким образом, в \(PCl_5\) содержится 14,87% фосфора и 85,13% хлора по массе.

Пример \(\PageIndex{2}\): HCl

Каково процентное содержание каждого элемента в соляной кислоте (HCl).

Решение

Сначала найдите молярную массу водорода.

\[H = 1,00794 \,g\]

Теперь найдите молекулярную массу молекулы HCl:

\[1,00794\,g + 35,4527\,g = 36,46064\,g\]

Выполните шаги 3 и 4:

\[ \left(\dfrac{1,00794\,g}{36,46064\,g}\right) \times 100\% = 2,76\% \]

Теперь просто вычтите, чтобы найти процент по массе хлора в соединении:

\[100\%-2,76\% = 97,24\%\]

Следовательно, \(HCl\) состоит из 2,76% водорода и 97,24% хлора по массе.

Процентный состав в повседневной жизни

Процентный состав играет важную роль в повседневной жизни. Это больше, чем просто количество хлора в вашем бассейне, потому что это касается всего: от денег в вашем кармане до вашего здоровья и образа жизни. Следующие два раздела описывают процентный состав применительно к вам.

Этикетки с пищевой ценностью

Этикетка с пищевой ценностью, которую можно найти на упаковке каждого кусочка обработанных пищевых продуктов, продаваемых в местном продуктовом магазине, использует идею процентного состава. На всех этикетках пищевых продуктов известный размер порции разбит на пять категорий: общий жир, холестерин, натрий, общее количество углеводов и белок. Эти категории разбиты на дополнительные подкатегории, включая насыщенные жиры и пищевые волокна. Масса для каждой категории, кроме белка, затем преобразуется в процент от дневной нормы. Только две подкатегории, насыщенные жиры и пищевые волокна, преобразуются в проценты от дневной нормы. Дневная норма основана на массе каждой категории, рекомендуемой в день на человека при диете в 2000 калорий. Масса белка не конвертируется в проценты, потому что это не рекомендуемая дневная норма белка. Ниже приведена фотография, иллюстрирующая эти идеи.

Например, если вы хотите узнать процент по массе дневной нормы натрия, которую вы съедаете, когда съедаете одну порцию продукта с этой этикеткой пищевой ценности, перейдите в категорию с пометкой «Натрий». Посмотрите на ту же строку и прочитайте написанный процент. Если вы съедите одну порцию этой пищи, то вы употребите около 9% рекомендуемой дневной нормы натрия. Чтобы найти массовый процент жира во всей пище, вы можете разделить 3,5 грамма на 15 граммов и увидеть, что эта закуска содержит 23,33% жира.

Пенни: Счастливая медная монета

Пенни следует называть “счастливая медная покрытая монета “. Пенни не делали из твердой меди с 1857 года. После 1857 года правительство США начало добавлять в смесь другие более дешевые металлы. Пенни, будучи всего лишь одним центом, буквально не стоит своего веса в меди. Люди могли плавить медные пенни и продавать медь дороже, чем стоили эти пенни. После 1857 года никель смешивали с более дорогой медью. После 1864 года пенни стали делать из бронзы. Бронза 95% меди и 5% цинка и олова. В течение одного 1943 года в пенни не было меди из-за расходов на Вторую мировую войну. Это была просто оцинкованная сталь. С 1943 по 1982 год у пенни были периоды, когда он был латунным или бронзовым.

Сегодня пенни в Америке состоит из 2,5% меди и 97,5% цинка. Медь покрывает внешнюю часть пенни, а внутренняя часть покрыта цинком. Для сравнения, пенни в Канаде состоит из 94% стали, 1,5% никеля и 4,5% меди.

Процентный состав монетки может реально влиять на здоровье, особенно на здоровье маленьких детей и домашних животных. Поскольку новые пенни сделаны в основном из цинка, а не из меди, они представляют опасность для здоровья ребенка при проглатывании. Цинк очень чувствителен к кислоте. Если тонкое медное покрытие поцарапать и соляная кислота, присутствующая в желудке, вступит в контакт с цинковым сердечником, это может вызвать язву, анемию, повреждение почек и печени, а в тяжелых случаях даже смерть. Три важных фактора при проглатывании пенни – это время, pH желудка и количество проглоченных пенни. Конечно, чем больше копеек проглочено, тем больше опасность передозировки цинка. Чем кислее среда, тем больше цинка высвобождается за меньшее время. Затем этот цинк поглощается и отправляется в печень, где начинает наносить ущерб. В такой ситуации время имеет решающее значение. Чем быстрее удаляется копейка, тем меньше цинка усваивается. Если пенни или пенни не удалить, может произойти отказ органов и смерть.

Ниже приведено изображение поцарапанной монеты до и после погружения в лимонный сок. Лимонный сок имеет аналогичный pH 1,5-2,5 по сравнению с нормальным человеческим желудком после употребления пищи. Прошедшее время: 36 часов.

Как видите, лимонный сок почти не повреждает медь. Вот почему пенни, изготовленные до 1982 года, в основном из меди (кроме пенни 1943 года), относительно безопасно глотать. Скорее всего, они пройдут через пищеварительную систему естественным путем, прежде чем можно будет нанести какой-либо ущерб. Тем не менее, ясно, что цинк частично растворился, хотя он находился в лимонном соке лишь ограниченное время. Поэтому процентный состав поста 1982 пенни опасны для вашего здоровья и здоровья ваших домашних животных при попадании внутрь.

Резюме

Плотность и процентный состав являются важными понятиями в химии. Каждый из них имеет основные компоненты, а также широкие области применения. Компонентами плотности являются: масса и объем, оба из которых могут быть более запутанными, чем на первый взгляд. Приложением понятия плотности является определение объема неправильной формы по известной массе и плотности. Определение процентного состава требует знания массы всего объекта или молекулы и массы ее компонентов. В лаборатории плотность может использоваться для идентификации элемента, а процентный состав используется для определения количества по массе каждого элемента, присутствующего в химическом соединении. В повседневной жизни плотность объясняет все: от того, почему лодки плавают, до того, почему пузырьки воздуха пытаются вырваться из газировки. Это даже влияет на ваше здоровье, потому что плотность костей очень важна. Точно так же процентный состав обычно используется для изготовления кормов для животных и таких соединений, как пищевая сода, которую можно найти на вашей кухне.

Задачи на плотность

Сначала эти задачи должны быть легкими, а затем постепенно усложняться. Если не указано иное, ответы должны быть указаны в г/мл или в эквиваленте г/см ³ .

Если у вас есть образец уксусной кислоты объемом 2,130 мл и массой 0,002234 кг, какова плотность?
Рассчитайте плотность образца этилового спирта объемом 0,03020 л и массой 23,71002 г.
Найдите плотность образца объемом 36,5 л и массой 10,0 кг.
Найдите объем в мл объекта плотностью 10,2 г/л и массой 30,0 кг.
Рассчитайте массу в граммах объекта объемом 23,5 мл и плотностью 10,0 г/л.
Рассчитайте плотность прямоугольной призмы из металла. Размеры призмы: 5 см на 4 см на 5 см. Металл имеет массу 50 грамм.
Найдите плотность неизвестной жидкости в стакане. Масса стакана без жидкости 165 г. С неизвестной жидкостью общая масса равна 309грамм. Объем неизвестного составляет 125 мл.
Определите плотность неизвестного вещества в г/л, используя следующую информацию. 55-галлонная ванна весит 137,5 фунтов, когда она пуста, и 500,0 фунтов, когда она наполнена неизвестным.
Кольцо имеет массу 5,00 г и объем 0,476 мл. Это чистое серебро?
Какова плотность твердого тела на изображении, если его масса равна 40 г? Пусть ваш ответ будет состоять из 3-х значащих цифр.

11) Ниже представлена модель пирамиды из неизвестного вещества, найденной при археологических раскопках. Он слишком велик, чтобы найти его объем, погрузив его в воду. Кроме того, ученые отказываются снимать кусок для проверки, потому что эта пирамида является частью истории. Его высота составляет 150,0 м. Длина его основания 75,0 м, а ширина 50,0 м. Масса этой пирамиды 5,50х10 ⁵ кг. Какова плотность?

Решения проблемы плотности

1,049 г/мл
0,7851 г/мл
0,274 г/мл
2,94 x 10 ⁶ мл
0,3,27 кг
0,5 г/см ³
1,15 г/мл
790 г/л
Да
0,195 г/см ³
29,3 г/см ³

Задачи на процентную композицию

Эти задачи будут следовать той же схеме сложности, что и задачи на плотность.

Рассчитайте массовые проценты каждого элемента во фториде цезия (CsF).
Рассчитайте процент по массе каждого элемента, присутствующего в четыреххлористом углероде (CCl ₄ )
Раствор соли и воды содержит 33,0% соли по массе и имеет плотность 1,50 г/мл. Какая масса соли в граммах содержится в 5,00 л этого раствора?
Раствор воды и HCl содержит 25% HCl по массе. Плотность раствора 1,05 г/мл. Если вам нужно 1,7 г HCl для реакции, какой объем этого раствора вы будете использовать?
Раствор, содержащий 42 % NaOH по массе, имеет плотность 1,30 г/мл. Какая масса в килограммах NaOH содержится в 6,00 л этого раствора?

Процент решения проблемы состава

CsF состоит из 87,5% Cs и 12,5% F по массе
CCl ₄ содержит 92,2% Cl и 7,8% C по массе
2480 г
6,5 мл
2,38 кг

Ссылки

АВТОР, АРКИМЕД и Томас Литтл. Произведения Архимеда. Courier Dover Publications, 2002.
Чанде, Д. и Т. Фишер (2003 г.). «Есть пенни? Нужен пенни? Исключение одноцентовой монеты из обращения». Canadian Public Policy/Analyse de Politiques 29 (4): 511-517.
Джефферсон, Т. (1999). «Мысль за ваши гроши». JAMA 281 (2): 122.
Петруччи, Ральф, Уильям Харвуд и Джеффри Херринг. Принципы и современное применение. девятый. Нью-Джерси: Peason Eduation, 2007.
Rauch, F., H. Plotkin, et al. (2003). «Костная масса, размер и плотность у детей и подростков с несовершенным остеогенезом: эффект внутривенной терапии памидронатом». Journal of Bone and Mineral Research 18 : 610-614.
Richardson, J., S. Gwaltney-Brant, et al. (2002). «Цинковый токсикоз от проглатывания пенни у собак». Vet Med 97 (2): 96-99.
Тейт, Дж.

TOP HEADLINES