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密度計算仍有疑問

朋友們

難以置信的是,我已經寫部落格超過 8 年了。在這段期間,最熱門的話題是合金密度的計算。許多人對所需的方程式感到困擾。乍看之下,這似乎不合邏輯。我已經推導出它,但這裡是努力嘗試使它更直觀。

一位讀者寫了以下內容,啟發了我接下來的解釋。

Craig 寫道:

為何要使用下列公式計算合金的理論密度?
1/Da = x/D1 + y/D2 (二元) 或
1/Da = x/D1 + y/D2 + z/D3 (三元),而不是將各種金屬的密度乘以它們在合金中的百分比再相加?我以為合金的密度類似於合金中各金屬密度的加權平均值。這顯然是錯的,但我不明白為什麼?

您必須使用非明顯公式的原因是密度是以質量/體積來表示的。因此有兩個量值需要注意,其中一個是逆量(即密度公式中體積是 1/體積)。因此,您必須使用上述公式,否則就會出錯。我在之前的文章中推導出這些公式 。然而,許多人並不覺得這個結果直觀。

下面是一個更直觀的例子。假設因為某些奇怪的原因,您對身高的倒數感興趣。所以我們假設 John 肩高 5 呎,也就是 1/5 反數呎。他的女朋友 Kathy 身高 5 英尺,也是 1/5 反數英尺。Kathy 站在 John 的肩膀上。他們的總身高是多少逆英尺?傾向於說他們是 1/5 +1/5 = 2/5 逆英尺。但是我們知道當 Kathy 站在 John 的肩膀上時,他們的高度是 10 英尺,所以他們的高度一定是 1/10 逆英尺。因此,要計算他們的反比英尺高度,我們需要使用:

1/IFT = 1/John IF + 1/Kathy IF = 1/(1/5) +1/(1/5) = 10

IFT = 1/10

註: (IFT = 反向總英尺數)

密度也是如此,因為密度 = 重量/體積 (反比體積就像反比英尺)。

另一個工程範例是電阻率和導電率。如果一條電線的電阻是 2 ohm,另一條是 1 ohm,我們將它們串聯,總電阻就是 3 ohm。但是,如果我們考慮導電率,一條線的導電率是 0.5 mho,另一條線的導電率是 1 mho。同樣地,要得到總導電率,我們不能將導電率相加,必須使用:

1/Ctotal = 1/C1+1/C2 = 1/0.5 + 1/1 = 2+1 = 3。 所以 Ctotal = 1/3 mho。

希望對您有所幫助。

乾杯

羅恩博士