Khối lượng riêng là gì? Công thức tính khối lượng riêng

Mật độ chất rắn và chất lỏng rất quen thuộc trong chương trình phổ thông. Tuy nhiên bạn vẫn còn nhiều thắc mắc Trọng lượng riêng là gì?? Công thức và đơn vị đo khối lượng là gì? Trong bài viết này, ENGCHEM sẽ cùng độc giả ôn lại các lý thuyết và bài tập xoay quanh mật độ của một chất.

1. Mật độ là gì?

Mật độ còn được gọi là mật độ khối lượng. Đây là một khái niệm đề cập đến một đại lượng đại diện cho mật độ khối lượng trên một đơn vị thể tích của vật liệu đó. Mật độ được đo bằng thương số giữa khối lượng và thể tích của chất ở dạng nguyên chất.

Nói một cách đơn giản, mật độ là tỷ lệ giữa thể tích và khối lượng của một vật thể. Khối lượng của một vật có thể được tính hoặc đo ở trạng thái rắn, lỏng hoặc khí, nhưng phổ biến nhất được sử dụng ở dạng khí.

Định nghĩa mật độ là gì?

>>>> Thêm câu hỏi: Hóa chất công nghiệp

2. Công thức tính khối lượng riêng

Mật độ của một chất trong một vật được xác định bằng khối lượng của một thể tích cực nhỏ nằm ở vị trí đó và chia cho thể tích cực nhỏ này.

Đơn vị của khối lượng riêng là kilôgam trên mét khối (kg/m3) (theo hệ thống đo lường tiêu chuẩn quốc tế). Ngoài ra còn có đơn vị gam trên centimet khối (g/cm3).

Người ta tính mật độ của một vật để xác định các chất cấu thành nên vật đó, bằng cách so sánh kết quả của các chất đã tính trước đó với bảng mật độ.

Công thức tính khối lượng riêng của một chất

• Công thức tính khối lượng riêng

D = m/V

Trong đó: D là khối lượng riêng (kg/cm3), m là khối lượng của vật (kg) và V là thể tích (m3).

Trong trường hợp chất đồng nhất thì mật độ ở tất cả các vị trí là như nhau và được tính bằng mật độ trung bình.

• Công thức tính mật độ trung bình

Mật độ trung bình của bất kỳ vật thể nào được tính bằng khối lượng của nó chia cho thể tích của nó, thường được ký hiệu là ρ

ρ = m/V

3. Bảng khối lượng riêng của một chất

• Mật độ của chất lỏng như nước, mật ong, xăng, dầu hỏa …

Mật độ của nước được tính toán trong một môi trường nhất định. Cụ thể, giá trị này được tính với điều kiện nước tinh khiết ở nhiệt độ 4 độ C và hiện nay người ta quy định khối lượng riêng của nước là Dwater = 1000kg/m3.

Thông thường, vật liệu rắn sẽ giãn nở thể tích ở nhiệt độ cao và khi nhiệt độ giảm thì thể tích co lại. Tuy nhiên, đối với nước, khi nhiệt độ xuống dưới 0 độ C, nước sẽ đóng băng khiến thể tích tăng lên và mật độ giảm đi. Cụ thể, mật độ của nước đá là Dwater = 920kg/m3.

Theo nhiệt độ, chúng ta sẽ có bảng tỉ trọng riêng của nước như sau:

Nhiệt độ		Mật độ (ở 1 atm)
°C	° F	kg/m³
0,0	32,0	999.8425
4.0	39,2	999.9750
10,0	50,0	999.7026
15,0	59,0	999.1026
17,0	62,6	998.7779
20,0	68,0	998.2071
25,0	77,0	997.0479
37,0	98,6	993.3316
100	212,0	958.3665

Mật độ của một số chất lỏng khác

Loại chất lỏng	khối lượng cụ thể
Em yêu	1,36 kg/lít
Xăng	700 kg/m3
Dầu	800 kg/m3
Rượu bia	790 kg/m3
Nước	1030 kg/m3
Dầu	800 kg/m3

• Mật độ không khí

Mật độ không khí

Mật độ không khí ở 0 độ C là 1,29 kg/m3.

Mật độ không khí ở 100 độ C là 1,85 kg/m3.

• Mật độ chất rắn

KHÔNG	chất rắn		Mật độ (kg/m3)
1	Chỉ huy		11300
2	Sắt		7800
3	Nhôm		2700
4	Cục đá		(Xấp xỉ) 2600
5	Cơm		(Xấp xỉ) 1200
6	Gỗ	Gỗ nhóm II và III	1000
		Gỗ xẻ nhóm IV	910
		Gỗ xẻ nhóm V	770
		Gỗ nhóm VI	710
		Gỗ xẻ nhóm VII	670
		Gỗ xẻ nhóm VIII	550
		Gỗ xẻ mới	770-1280
		Gỗ xẻ khô	690-1030
		Ván ép	600
		Gỗ thông xẻ khô	480
7	Sứ		2300
8	Bạc		10500
9	Màu vàng		19031
10	kẽm		6999
11	đồng		8900
12	Thép không gỉ	Thép không gỉ 309S/310S/316(L)/347	7980
		Thép không gỉ 201 /202/301/302/303/304(L)/305/321	7930
		Thép không gỉ 405/410/420	7750
		Thép không gỉ 409/430/434	7750
13	Thiếc		7100

Khối lượng chất rắn

4. Trọng lượng riêng là gì?

Khối lượng một mét khối của một chất nào đó gọi là trọng lượng riêng của chất đó. Đơn vị đo trọng lượng riêng: N/m3 (Newton trên mét khối).

Trọng lượng riêng của một vật được tính theo công thức sau: d= P/V

Trong đó: d là trọng lượng riêng (N/m³), P là trọng lượng (N) và V là thể tích (m³).

Mối quan hệ trọng lượng riêng của một chất

5. Sự khác biệt giữa trọng lượng riêng và trọng lượng riêng

Trọng lượng riêng là trọng lượng của một mét khối vật liệu. Trọng lượng riêng KHÁC so với trọng lượng riêng.

Sự khác biệt được thể hiện bằng công thức:

Khối lượng riêng = Khối lượng riêng x 9,81 (Đơn vị khối lượng riêng là N/m³).

6. Các phương pháp xác định khối lượng riêng của một chất là gì?

• Sử dụng tỷ trọng kế

Để xác định mật độ của một chất là gì, người ta sử dụng tỷ trọng kế.

Tỷ trọng kế là một dụng cụ thí nghiệm làm bằng thủy tinh, hình trụ, một đầu có quả cầu, bên trong chứa thủy ngân hoặc kim loại nặng giúp tỷ trọng kế đứng thẳng. Nó chỉ có thể đo chất làm mát, chất chống đông cho Ethylene Glycol. Đối với nồng độ Propylene Glycol lớn hơn 70% thì không thể dùng tỷ trọng kế để đo vì trên 70% thì trọng lượng riêng giảm. Nhiệt độ tiêu chuẩn của tỷ trọng kế là 20 o C.

• Sử dụng động lực kế

– Đo trọng lượng của vật bằng lực kế.

– Xác định thể tích của một vật bằng bình chia độ hoặc vật tương đương.

– Sử dụng công thức tổng quát để tính khối lượng riêng của vật đó. Nếu vật thể đồng nhất và tinh khiết thì mật độ là mật độ của chất đó.

Hình ảnh lực kế

7. Ứng dụng mật độ trong thực tế

Trọng lượng riêng được sử dụng phổ biến trong thực tế như sau:

• Trong ngành cơ khí: Mật độ được coi là yếu tố cần quan tâm khi lựa chọn vật liệu. Hãy chú ý đến yếu tố mật độ.
• Trong vận tải đường thủy người ta dùng tính toán tỷ trọng của dầu, mỡ bôi trơn, nước để phân phối vào các két một cách hợp lý sao cho tàu được cân bằng.

8. Bài tập áp dụng công thức tính khối lượng riêng

Bài tập về khối lượng và trọng lượng riêng của một chất

Bài 1: Một lon sữa Ông Thọ có khối lượng 0,397 kg và thể tích 0,32 m3. Xác định khối lượng riêng của sữa chứa trong hộp.

Giải pháp:

Ta có m = 0,397 kg, V = 0,00032 m3

=> Tỷ trọng của sữa là D = m/V = 0,397/0,00032 = ≈ 1240,6 (kg/m3)

Bài 2: Biết 10 lít cát có khối lượng 15 kg

1. Tính khối lượng 1 tấn cát

2. Tính trọng lượng của đống cát 3m3

Giải pháp:

1. Mật độ cát: D=m/V=15/0,01=1500 (kg/m3)

Thể tích 1 tấn cát: V=m/V=1000/1500=0,667 (m3)

2. Trọng lượng của đống cát 3m3: P=dx V = 10 x 1500 x 3 = 45000 N

Bài 3: Khối lượng riêng của nhôm = 2700 kg/m3, sắt = 7800 kg/m3, chì = 11300 kg/m3, đá = 2600 kg/m3. Cho dữ liệu về một khối đồng nhất có thể tích 300 cm3 và trọng lượng 810, đó là chất nào sau đây?

Giải pháp:

Quy đổi thể tích thành 300 cm3 = 0,0003 m3. 810 g = 0,81 kg

Dựa vào công thức tính khối lượng riêng D=m/V = 0,81/ 0,0003 = 2700 kg/ m3. Đáp án đúng là Nhôm

Bài 4: Cho hai khối kim loại là chì và sắt với điều kiện sắt có khối lượng chì gấp đôi. Khối lượng riêng của sắt và sợi sẽ là: D1 = 7800 kg/m3, D2 = 11300 kg/m3. Tính khối lượng giữa sắt và chì.

Giải pháp:

Gọi m1, V1 là khối lượng và thể tích của sắt

Gọi m2, V2 là khối lượng và thể tích của chì

Chúng tôi có:

m1 = D1 x V1

m2 = D2 x V2

Mà m1 = 2m2 => D1.V1 = 2D2.V2 => V1/V2 = 2D2/D1 = 2,9

Bài 5: Sữa có khối lượng tịnh là 387 gam, thể tích là 0,314 lít. Khối lượng riêng của sữa là bao nhiêu?

Giải pháp:

Quy đổi 397 g = 0,397 kg, 0,314 lít = 0,000314 m3

Ta có: d=P/V=10 x 0,397/ 0,000314 = 12643 N/m3

Rất mong được sự chia sẻ từ vietchem Trọng lượng riêng là gì?? Bằng cách tính mật độ của một chất trên, bạn đã phần nào thu được thêm những kiến ​​thức bổ ích để học hóa học, vật lý tốt hơn.

XEM THÊM:

>>> Định luật bảo toàn khối lượng là gì? Công thức tính và ý nghĩa

>>> Công thức tính nồng độ phần trăm, ví dụ minh họa