Bài 13: Khối lượng riêng

1. Kiến thức trọng tâm

Khối lượng riêng của một chất là khối lượng của một đơn vị thể tích chất đó. Khối lượng riêng kí hiệu là $D$, được tính bằng công thức $D = \frac{m}{V}$, trong đó $m$ là khối lượng của vật (đơn vị kg hoặc g), $V$ là thể tích của vật (đơn vị $m^3$ hoặc $cm^3$). Đơn vị của khối lượng riêng trong hệ SI là kilogam trên mét khối ($kg/m^3$), ngoài ra còn dùng gam trên xentimét khối ($g/cm^3$). Ta có $1 , g/cm^3 = 1000 , kg/m^3$.

Mỗi chất có một khối lượng riêng xác định ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất. Ví dụ: khối lượng riêng của nước là $1000 , kg/m^3$, của sắt là $7800 , kg/m^3$, của dầu ăn khoảng $800 , kg/m^3$. Nhờ khối lượng riêng, ta có thể phân biệt các chất và giải thích nhiều hiện tượng: dầu nổi trên nước vì dầu nhẹ hơn nước, tàu thép nổi trên nước nhờ thể tích lớn làm khối lượng riêng trung bình của tàu nhỏ hơn nước.

Khối lượng riêng còn giúp tính khối lượng vật khi biết thể tích và ngược lại: $m = D \times V$ và $V = \frac{m}{D}$. Trong đời sống, khối lượng riêng được dùng để kiểm tra độ tinh khiết của chất lỏng, xác định thành phần hợp kim và thiết kế tàu thuyền.

2. Ví dụ minh họa

Ví dụ: Một khối sắt có thể tích $200 , cm^3$ và khối lượng $1560$ g. Khối lượng riêng của sắt là $D = \frac{1560}{200} = 7,8 , g/cm^3$, tương đương $7800 , kg/m^3$. Một ví dụ khác: một chai dầu ăn có thể tích 1 lít và khối lượng 0,8 kg, khối lượng riêng của dầu là $D = \frac{0,8}{0,001} = 800 , kg/m^3$, nhỏ hơn khối lượng riêng của nước nên dầu nổi trên mặt nước.

3. Ghi nhớ

• Khối lượng riêng: $D = \frac{m}{V}$; đơn vị $kg/m^3$ hoặc $g/cm^3$.
• $1 , g/cm^3 = 1000 , kg/m^3$.
• Mỗi chất có khối lượng riêng xác định, dùng để nhận biết chất và giải thích hiện tượng nổi, chìm.