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一般に、比率は、2つの量に関連する数値を決定するために、同じ単位を持つ2つの量を比較します。
たとえば、ケーキのレシピでは、材料を重量比に含める必要があるのが一般的です。ケーキ中の砂糖の重量は小麦粉の重量と等しくなければなりませんが、それはそれらが等量で追加されることを意味しません。何故ですか？
密度の基礎
まず、一般的な質量密度の公式は、単位体積あたり1単位の体積を占める質量です。密度とは、単にある物質がどのように分布しているかを説明する方法です。密度には多くの種類があります。単位面積、体積、または他の空間単位あたりの量として記述される量はすべて密度です。
他の材料を比較する際の参考として、いくつかの一般的な材料の密度を覚えておくと役立ちます。水の密度は1 g / mLで、標準的な圧力と温度での空気の密度は約1.18倍です10-3 g / cm3.
空気の密度の計算
空気密度の計算は、大気圧、 P、および温度、 T。の 理想的なガス法 圧力、温度、空気密度の関係を判断する最良の方法です。 ρ.
理想的なガスの法則は次のとおりです。 P _ =rT_ρ、3つの物理量は、乾燥空気の特定のガス定数に関連しています。 r ( r = 287.058 J / kg K、 P パスカルの単位で、 T ケルビン単位 ρ kg / m単位3).
この式から、変数をすばやく再配置して、空気密度が圧力と温度の関数としてどのように変化するかを確認できます。再配置後： ρ= P / rT。これを行うことにより、物理量の1つが変更されたときに何が起こるかをすばやく確認できます。
空気密度の変化を推定する簡単な方法
圧力を一定に保ち、温度が変化した場合にどうなるかを見てみましょう。温度が上昇すると、分子が一定のまま、分母が上昇します。これは、空気密度が減少することを意味します。同様に、温度が一定のままで圧力が増加すると、空気密度が増加します。
空気密度が圧力や温度などの環境要因にどのように依存するかを迅速に判断できるように、これらの関係、または単に理想的なガスの法則を覚えておくと役立ちます。
また、密度の変化をもたらすために、空気密度比を計算して、環境要因が増加したか減少したかを判断することも役立ちます。
密度比とは何ですか？
密度比は、同じ単位にある2つの密度を単に比較する方法です。一般に、固体と液体の密度は水の密度と比較されます。ガスの場合、標準的な比較は空気です。この比率には、標準化のために特別な名前が付いています。 比重.
したがって、比重は単位がなく、標準化媒体（考慮している材料に応じて水または空気）を掛けて材料の密度を決定することができる単純な数値要因です。
ケーキ焼きの密度比の微妙さ
ケーキはどうですか？ケーキに必要な砂糖と小麦粉の量をどのように決定できますか？ 2つの重量は同じである必要があることを覚えておいてください。ただし、それぞれのカップをバッターに捨てることができるわけではありません。
グラニュー糖の密度は0.85 g / cm3、万能小麦粉の密度は0.53 g / cmです3。すぐに、砂糖と小麦粉の密度比を計算できます：0.85 / 0.53 = 1.6。このことから、同じ量の砂糖と小麦粉では、砂糖の重量は1.6倍になることがわかります。
したがって、レシピで砂糖1カップが必要な場合は、比率を維持してケーキが適切に上昇するように、1.6カップの万能小麦粉を追加する必要があります。
比率は、さまざまな材料の質量と体積が互いにどのように関連しているかをすばやく判断するのに最適な方法であることは明らかです。