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A capacidade de converter entre unidades de massa, densidade e volume é uma das habilidades fundamentais necessárias para resolver problemas básicos de física e química. A massa, no sistema SI de unidades usadas por padrão em todo o mundo na solução de tais problemas, possui unidades de quilogramas (kg) e suas derivações, enquanto o volume possui unidades de metros em cubos, ou m3, sendo o medidor a unidade SI de comprimento. Da mesma forma, a densidade, que é a massa por unidade de volume, é frequentemente expressa em kg / m3. Como as quantidades são geralmente menores em experimentos e medições diárias, é típico ver a densidade expressa em g / cm3ou gm / ml (um mililitro é definido como um centímetro cúbico). Um kg / m3 é igual a 1.000 g / cm3.
TL; DR (muito longo; não leu)
TL; DR
Use a expressão:
m = ρV
Para converter de m3 em volume (V) em massa (m) em quilogramas. Densidade (ρ) varia de acordo com as diferentes substâncias, portanto, é necessário procurar a substância em questão para concluir o cálculo.
Derivando massa do volume
Digamos que você receba um volume conhecido de uma substância (água ou algum outro fluido, um metal ou qualquer outra coisa que se presuma ter uma distribuição uniforme ou quase uniforme da matéria) e peça para calcular sua massa. Para fazer isso, com base nas relações estabelecidas acima, você deve conhecer a densidade das substâncias e apenas sua densidade.
Como a densidade (ρ) é massa (m) dividido por volume (V), então massa é igual a densidade vezes o volume:
ρ = m/V
assim
m = ρV
Densidades no mundo real
Várias tabelas on-line incluem as densidades de substâncias comuns. Por exemplo, a água pura a uma temperatura de 4 ° C tem uma densidade de 1.000 kg / m3 ou 1 g / ml, novamente por definição. Os óleos são menos densos que a água, e é por isso que o componente de óleo de um molho para salada, como o italiano, flutua até o topo da mistura. O leite, composto quase inteiramente de água, mas inclui açúcares, proteínas e (geralmente) gorduras, tem uma densidade de 1,03 vezes a da água.
Os metais são geralmente mais densos que os líquidos e variam muito de um para o outro. O ouro, por exemplo, tem uma densidade de 19,3 g / ml. Isso significa que 1 m3 de ouro tem uma massa de 1.000 x 19,3 = 19.300 kg. Como 1 kg = 2,204 lb, uma porção de ouro, um metro por um metro por um metro (aproximadamente do tamanho de uma mesa pequena), teria uma massa de 42.537 libras, mais de 21 toneladas.
Formulários
Como um navio marítimo moderno é feito principalmente de metal, como ele flutua? Para que algo flutue na água, ele deve ter menos massa do que a água que desloca. Isso é realizado como resultado de todo o espaço vazio incluído na construção dos navios, como o espaço entre as camadas do casco dos navios. Quando um barco de metal como uma canoa é colocado na água, ele começa afundar porque o metal sólido é o que primeiro entra em contato com a água. Mas porque o No geral A densidade da canoa é menor que a de um volume equivalente de água, mesmo com um ou dois passageiros, a maior parte permanece acima da superfície da água.