Домашние задания: Физика

Найти плотность вещества

Есть вещество X, нужно найти его плотность, если известна плотность X смешанным с воздухом (ρ1) и плотность X смешанным с водой (ρ2) того-же объёма что и воздух.
Как это сделать?
Есть вещество X, нужно найти его плотность ρ, если известна плотность X смешанным с воздухом (ρ1) и плотность X смешанным с водой (ρ2) того-же объёма V, что и воздух.
Как это сделать?
Решение: {{плотность воздуха — ρ°; плотность воды — ρⁿ}}
Возьмём кусок твёрдого вещества Х в количестве m. Тогда его объём: v = m/ρ.
И теперь: ρ1 = (ρ°V + m)/(V+v); (*)
ρ2 = (ρⁿV + m)/(V+v). (**)
Это и есть система уравнений для определения m и v, т. е. для плотности ρ = m/v вещества Х. Перепишем систему:
ρ1*V + ρ1*v = ρ°V + m; (*’)
ρ2*V + ρ2*v = ρⁿV + m. (**’) или:

(ρ1 – ρ°)*V = m – ρ1*v; (*’’)
(ρ2 – ρⁿ)*V = m – ρ2*v. (**’’). Эта система эквивалентна системе:

А = m – ρ1*v; (*’’’)
В = m – ρ2*v. (**’’’),
где: А = (ρ1 – ρ°)*V; В = (ρ2 – ρⁿ)*V — известные величины (****).
m = A + ρ1*v. Вставим в (**’’’): В = A + ρ1*v – ρ2*v.
Отсюда: v = (B – A)/(ρ1 – ρ2).
И m = A + ρ1*(B – A)/(ρ1 – ρ2).
Значит:
ρ = m/v = [A + ρ1*(B – A)/(ρ1 – ρ2)]/[(B – A)/(ρ1 – ρ2)] = A*(ρ1 – ρ2)/(B – A) + ρ1.
Ответ: ρ = A*(ρ1 – ρ2)/(B – A) + ρ1., где А и В берём из (****)

Пример:
Положим такие величины:
ρ1 = 2000 кг/м^3; ρ2 = 2500 кг/м^3.
ρ° = 1,3 кг/м^3; ρⁿ = 1000 кг/м^3.
V = 10 л = 0,010 м^3. Тогда
А = (ρ1 – ρ°)*V = (2000 - 1.3)*0.010 = 19.987 = ~ 20 кг.
В = (ρ2 – ρⁿ)*V = (2500 - 1000)*0.010 = 15 кг.
ρ = A*(ρ1 – ρ2)/(B – A) + ρ1 = 19.987*(2000 - 2500)/(15 -19.987) + 2000 = 4004 кг/м^3.

{{ m = 20 + 2000(-5)/(2000-2500) = 40 кг; v = (B – A)/(ρ1 – ρ2) = -5/(2000-2500) = 0.01 м^3 = 10 дм^3. }}
Кенжетай Нурпейсов
Кенжетай Нурпейсов
55 402
Лучший ответ
Это невозможно. Потому что не существует закона сохранения объема. При смешивании двух объемов, к примеру, жидкостей, результирующий объем НЕ РАВЕН сумме объемов исходных тел. Объем можно считать аддитивным только в случае смешивания двух газов в идеальном приближении.
Влад Рогоцкий
Влад Рогоцкий
98 081
Снежный Кот Вещество X - металл и при смешивании объём являеться суммой двух состовляющих