Đơn vị đo mật độ khối lượng

Mật độ được xác định với mật độ của khối lượng và mật độ định lượng. Tại bài viết này, chúng tôi cân nhắc và tìm hiểu về mật độ của khối lượng, hay còn được gọi là khối lượng riêng. Mời bạn đọc tìm hiểu thông qua bài viết dưới đây.

Mật độ khối lượng là gì?

Mật độ khối lượng hay còn được gọi là khối lượng riêng, khối lượng riêng là khối lượng của một chất trên một đơn vị thể tích, nó cho thấy mật độ của vật liệu đó trên một đơn vị cụ thể. Mật độ là một đại lượng thể hiện mức độ chặt chẽ của các vật chất với nhau. Mật độ được ký hiệu là chữ p nhỏ latinh “ρ”.

Đơn vị thông thường để đo mật độ khối lượng là gram/cm³ hoặc kg/m³. Đối với một vật liệu cụ thể, mật độ khối lượng giúp xác định độ nặng nhẹ, cứng cáp hay nhẹ nhàng của nó. Ví dụ, các vật liệu có mật độ khối lượng cao hơn thường nặng hơn và chắc chắn hơn so với các vật liệu có mật độ khối lượng thấp hơn.

Mật độ khối lượng cũng là một đặc điểm quan trọng trong việc xác định tính chất và ứng dụng của vật liệu trong các ngành công nghiệp, xây dựng, khoa học và kỹ thuật.

Công thức tính mật độ khối lượng

Mật độ khối lượng được tính là khối lượng chia cho thể tích. Công thức tính cụ thể như sau

ρ = m/v

Trong đó:

• ρ là khối lượng riêng của chất có đơn vị là kg.m³
• m là khối lượng của chất có đơn vị là kg.
• V là thể tích của chất có đơn vị là m³

Đơn vị đo mật độ khối lượng

Mật độ đo khối lượng được ký hiệu là chữ ρ.

Đơn vị đo của khối lượng riêng kg/m³, tuy nhiên mật độ đo khối lượng cũng được sử dụng các đơn vị đó là g/cm³ cho chất rắn, g/ml cho chất lỏng, g/ l cho chất khí.

Theo hệ đo lượng quốc tế (SI), đơn vị đo khối lượng riêng tiêu chuẩn được sử dụng cho từng chất là khác nhau. Tuy nhiên, khối lượng riêng của nước được sử dụng là đơn vị tiêu chuẩn (g/ cm³).Theo hệ đo lường quốc tế (SI) thì đơn vị được sử dụng chung vẫn là kg/m³.

Mật độ cũng được thể hiện bằng một số các đơn vị khác. Tuy rằng nó được được quy định trong hệ đo lường quốc tế (SI), tuy nhiên nó vẫn được sử dụng phổ biến. Mật độ được thể hiện bằng đơn vị lít, tấn được sử dụng trong hệ mét. Một số đơn vị phổ biến đó là:

• t/m³ – đọc là tấn trên mét khối.
• g/ml – đọc là gam trên mililit.
• kg/l – đọc là kilogam trên lít.
• g/cm³ – đọc là gam trên centimet khối.
• mg/m³ – đọc là megagram trên mét khối.
• kg/dm³– đọc là kilogam trên decimet khối.

Trong hệ thống CGS thì mật độ của các vật thể được đo bằng g/cm³.

Sự khác nhau về mật độ khối lượng giữa các loại vật liệu

Giữa các loại vật liệu sẽ có mật độ khối lượng khác nhau. Việc xác định mật độ khối lượng của từng loại vật liệu có thể phân loại các loại vật liệu thành những loại đó là vật liệu đồng nhất, vật liệu không đồng nhất, vật liệu không nén. Cùng tìm hiểu mật độ khối lượng giữa các loại vật liệu này sau đây:

Vật liệu đồng nhất

Vật liệu đồng nhất là loại vật liệu mà mật độ của nó đồng nhất trong tất cả các phần của vật này có nghĩa là khối lượng riêng của tất cả các điểm trên một vật là như nhau. Vì vậy, mật độ của vật liệu được tính bằng cách lấy tổng khối lượng của vật chia cho thể tích của vật này.

Công thức là:

p = m/V

Trong đó

• P là khối lượng riêng đơn vị là kg/m³
• M là khối lượng của vật đơn vị là kg
• V là thể tích của vật đơn vị là m³.

Vật liệu không đồng nhất

Vật liệu không đồng nhất có nghĩa là mật độ của chất này thay đổi giữa các vùng của vật này sẽ có sự khác nhau. Lúc này đây mật độ của vật liệu không đồng nhất này được tính bằng cách xác định tại từng vị trí nhất định và sẽ được tính toán bằng cách tính toán mật độ của một khối lượng nhỏ xung quanh vị trí này. Mật độ của vật liệu không đồng nhất được tính bằng công thức như sau:

Trong đó:

• m là khối lượng của vật thể được tính như sau:

• Dv là thể tích cơ bản được xác định tại vị trí r.

Vật liệu không nén

Vật liệu không nén là các loại vật liệu có dạng rời, dạng hạt, các vật liệu này phải kể đến đó là các loại vật liệu đường, cát. Nó được gọi là các vật liệu không nén bởi các vật liệu này nó sẽ có các vùng trống xen kẽ. Tại các vùng trống này thông thường là các chất khí, chất lỏng, chất rắn hay bất kỳ chất rắn nào khác.

Để xác định được mật độ của loại vật liệu không nén này ta cần phải xác định được thể tích của phần rỗng để chiết khấu phần thể tích này. Phần thể tích của phần rỗng này có thể được tính toán, xác định dựa trên nhiều cách hoặc cũng có thể dựa hoàn toàn vào kinh nghiệm. Các vật liệu không nén khác nhau thì thể tích của phần rỗng này cũng sẽ khác nhau.

Một số ví dụ về mật độ khối lượng giữa các loại vật liệu

Các loại vật liệu khác nhau có mật độ khối lượng khác nhau. Dưới đây là một số ví dụ về sự khác nhau này:

• Kim loại: Kim loại thường có mật độ khối lượng cao. Ví dụ, mật độ khối lượng của vàng là khoảng 19,3 gram/cm³, của bạc là khoảng 10,5 gram/cm³ và của sắt là khoảng 7,9 gram/cm³. Nhờ mật độ khối lượng cao, các kim loại có trọng lượng lớn trong một không gian nhỏ.
• Gỗ: Mật độ khối lượng của các loại gỗ thường thấp hơn so với kim loại. Ví dụ, gỗ thông có mật độ khối lượng khoảng 0,4-0,8 gram/cm³, gỗ sồi có mật độ khối lượng khoảng 0,6-0,9 gram/cmm³. Mật độ khối lượng thấp của gỗ làm cho nó trở nên nhẹ và dễ sử dụng trong các ứng dụng xây dựng và chế tạo.
• Nhựa: Các loại nhựa có mật độ khối lượng thấp hơn so với kim loại và gỗ. Mật độ khối lượng của nhựa thường dao động từ 0,8 đến 2,2 gram/cm³. Sự nhẹ nhàng của nhựa làm cho nó trở thành vật liệu phổ biến trong sản xuất đồ dùng hàng ngày, đồ chơi và các sản phẩm công nghiệp khác.
• Đá: Đá tự nhiên như đá granit có mật độ khối lượng khoảng 2,6-2,8 gram/cm³. Đá cẩm thạch có mật độ khối lượng từ 2,6 đến 2,7 gram/cm³. Đá tự nhiên có mật độ khối lượng cao hơn so với nhựa và gỗ, làm cho nó trở nên chắc chắn và lý tưởng cho xây dựng và trang trí.

Tuy nhiên, cần lưu ý rằng mật độ khối lượng của một vật liệu có thể biến đổi tùy thuộc vào thành phần chính xác và điều kiện xử lý. Các giá trị mật độ khối lượng chỉ là giá trị tham khảo và có thể thay đổi trong các trường hợp cụ thể.

Các yếu tố ảnh hưởng đến mật độ khối lượng

Mật độ khối lượng của một chất có thể sẽ bị thay đổi dựa trên nhiệt độ và áp suất. Nhiệt độ và áp suất sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến khối lượng riêng của các chất. Nhiệt độ sẽ tỉ lệ nghịch với mật độ khối lượng và áp suất sẽ tỉ lệ thuận với mật độ khối lượng.

Khi áp suất của vật tăng mật độ khối lượng của vật liệu cũng tăng. Khi nhiệt độ tăng thì mật độ khối lượng giảm.

Dưới đây là một số yếu tố quan trọng:

• Thành phần vật liệu: Mật độ khối lượng của một vật liệu phụ thuộc vào thành phần hóa học của nó. Vật liệu có khối lượng riêng lớn hơn sẽ có mật độ khối lượng cao hơn. Ví dụ, sắt có mật độ khối lượng lớn hơn gỗ.
• Cấu trúc tinh thể: Cấu trúc tinh thể của một vật liệu cũng có thể ảnh hưởng đến mật độ khối lượng. Vật liệu có cấu trúc tinh thể chặt chẽ hơn sẽ có mật độ khối lượng cao hơn. Ví dụ, kim cương có cấu trúc tinh thể rất chặt chẽ nên có mật độ khối lượng rất lớn.
• Áp suất: Áp suất có thể làm thay đổi mật độ khối lượng của một vật liệu. Khi áp suất tăng, các phân tử hoặc nguyên tử trong vật liệu được nén lại gần nhau hơn, làm tăng mật độ khối lượng. Ngược lại, khi áp suất giảm, mật độ khối lượng cũng giảm đi.
• Nhiệt độ: Nhiệt độ cũng có thể ảnh hưởng đến mật độ khối lượng của một vật liệu. Khi nhiệt độ tăng, các phân tử hoặc nguyên tử trong vật liệu thường chuyển động nhanh hơn, làm tăng khoảng cách giữa chúng và giảm mật độ khối lượng. Khi nhiệt độ giảm, mật độ khối lượng thường tăng.
• Độ ẩm: Mật độ khối lượng của một chất rắn cũng có thể bị ảnh hưởng bởi độ ẩm. Nếu chất rắn hấp thụ nước hoặc bị ẩm ướt, mật độ khối lượng có thể giảm.

Những yếu tố này có thể ảnh hưởng đến mật độ khối lượng của vật liệu trong các tình huống khác nhau. Để xác định mật độ khối lượng chính xác của một vật liệu, cần xem xét và kiểm tra các yếu tố này cùng với các điều

Mật độ khối lượng của một số chất

Tìm hiểu thêm: Đơn vị đo độ nhớt