Plik Gęstość względna jest bezwymiarową zależnością istniejącą między gęstością substancji a substancją odniesienia, którą jest na ogół woda o temperaturze 4 ° C (39,2 ° F) w przypadku cieczy i ciał stałych, podczas gdy w przypadku gazów stosuje się suche powietrze.
W niektórych tekstach jest również nazywany środek ciężkości (dosłowne tłumaczenie środek ciężkości w języku angielskim), ale jest to ta sama koncepcja. Obie gęstości muszą znajdować się w tym samym układzie jednostek i zostały zmierzone w tych samych warunkach ciśnienia i temperatury.
Gęstość względną oblicza się matematycznie w następujący sposób:
Względna gęstość = gęstość materiału / gęstość wody
Chociaż gęstość dowolnej substancji zależy od warunków ciśnienia i temperatury, w których jest mierzona, zwłaszcza w przypadku gazów, gęstość względna jest bardzo przydatną koncepcją do szybkiego scharakteryzowania różnych materiałów.
Jest to szybko doceniane, ponieważ gęstość wody wynosi około 1 gram na każdy centymetr sześcienny: 1 g / cm3 lub 1000 kg / m3, przy ciśnieniu atmosferycznym iw dobrym zakresie temperatur (od 0 do 15ºC).
Podając względną gęstość substancji od razu wiadomo, jak lekka lub ciężka jest w stosunku do wody, substancji uniwersalnej.
Ponadto gęstość względna jest wartością łatwą do zapamiętania, ponieważ mierzy się ją małymi i łatwymi w obsłudze liczbami, jak zostanie pokazane w następnej sekcji, w której wartości gęstości względnych niektórych znanych substancji są wzmiankowany..
Indeks artykułów
Względna gęstość wody wynosi oczywiście 1, ponieważ jak wspomniano na początku, jest to wzorzec odniesienia dla cieczy i ciał stałych. Płyny, takie jak kawa, mleko lub napoje bezalkoholowe, mają względną gęstość bardzo zbliżoną do gęstości wody.
Jeśli chodzi o oleje, nie ma jednej wartości gęstości względnej mającej zastosowanie do wszystkich, ponieważ zależy ona od ich pochodzenia, składu i przetwarzania. Większość gęstości względnych olejów mieści się w zakresie od 0,7 do 0,95.
Gazy są dużo lżejsze, więc w wielu zastosowaniach przyjmuje się gęstość powietrza, w taki sposób, że gęstość względna wskazuje, jak lekki lub ciężki jest gaz w porównaniu z powietrzem. W porównaniu do wody względna gęstość powietrza wynosi 0,0013.
Przyjrzyjmy się niektórym wartościom gęstości względnej znanych substancji i materiałów.
- Ciało ludzkie: 1,07.
- Rtęć: 13,6.
- Gliceryna: 1,26.
- Benzyna: 0,68.
- Woda morska: 1025.
- Stal: 7,8.
- Drewno: 0,5.
- Lód: 0,92.
Wartość gęstości względnej zapewnia natychmiastową informację o tym, czy substancja lub materiał unosi się w wodzie, czy tonie..
W związku z tym warstwa oleju będzie znajdować się na wierzchu warstwy wody, ponieważ prawie wszystkie oleje mają niższą gęstość względną niż ta ciecz. Kostka drewna w wodzie może mieć część na zewnątrz, podobnie jak lód.
Gęstość bezwzględna to iloraz masy substancji i zajmowanej przez nią objętości. Ponieważ objętość z kolei zależy od temperatury (podczas ogrzewania większość substancji rozszerza się) i ciśnienia, gęstość z kolei zależy od tych dwóch wielkości. Matematycznie mamy:
Gdzie ρ jest gęstością, której jednostkami w układzie międzynarodowym są kg / m3, m jest masą i V to objętość.
Ze względu na związek objętości z temperaturą i ciśnieniem, wartości gęstości bezwzględnej, które pojawiają się w tabelach, są zwykle określane przy ciśnieniu atmosferycznym i w określonych zakresach temperatur.
Zatem w normalnych warunkach dla gazów: 1 atmosfera ciśnienia i 0 ° C temperatury, gęstość powietrza jest ustalona na 1293 kg / m3.
Pomimo tego, że jego wartość podlega takim zmianom, jest to bardzo odpowiednia wielkość do określenia zachowania substancji, zwłaszcza w mediach uważanych za ciągłe..
Różnica w stosunku do gęstości względnej polega na tym, że gęstość bezwzględna ma wymiary, w którym to przypadku jej wartości zależą od wybranego układu jednostek. W ten sposób gęstość wody w temperaturze 4 ° C wynosi:
ρwoda = 1 g / cm3 = 1000 kg / m3 = 1,94 ślimaka / stopę3
Znajdź objętość zajmowaną przez 16 gramów oleju, którego ciężar właściwy wynosi 0,8.
Najpierw znajdujemy gęstość bezwzględną ρolej oleju. Oznaczając jako ssol jego gęstość względna wynosi:
ρolej = 0,8 x gęstość wody
Jako gęstość wody zostanie użyta wartość podana w poprzedniej sekcji. Gdy znana jest gęstość względna, natychmiast odzyskuje się gęstość bezwzględną, mnożąc tę wartość przez gęstość wody. A) Tak:
Gęstość materiału = gęstość względna x gęstość wody (w normalnych warunkach).
Dlatego dla oleju w tym przykładzie:
ρolej = 0,8 x 1 g / cm3= 0,8 g / cm3
Ponieważ gęstość jest ilorazem masy m i tom V, będzie to wyglądało następująco:
V = m / ρ = 16 g / 0,8 g / cm3= 20 cm3
Skała ma ciężar właściwy 2,32 i objętość 1,42 x 10 -4 m3. Znajdź wagę skały w jednostkach systemu międzynarodowego oraz w systemie technicznym.
Wartość gęstości wody zostanie przyjęta jako 1000 kg / m3:
ρskała = 2,32 x 1000 kg / m3= 2,32 x 103 Kg / m3
Masa m skały jest w kilogramach:
m = rskała . V = 2,32 x 103 Kg / m3. 1,42 x 10 -4 m3 = 0,33 kg.
Masa w jednostkach systemu technicznego wynosi 0,33 kilograma-siła. Jeśli jest to preferowane w systemie międzynarodowym, jednostką jest niuton, dla którego masa jest pomnożona przez wartość g, czyli przyspieszenie ziemskie.
P = m. g = 0,33 kg. 9,8 m / sdwa = 3,23 N.
Piknometr to pojemnik, za pomocą którego można określić względną gęstość substancji w określonej temperaturze.
Aby określić gęstość nieznanej cieczy w laboratorium, postępowano zgodnie z następującą procedurą:
- Zważono pusty piknometr i odczyt wyniósł 26,038 g
- Następnie piknometr napełniono wodą o temperaturze 20º C (gęstość wody 0,99823 g / cm3) i zważono uzyskując wartość 35,966 g.
- Na koniec zważono piknometr wypełniony nieznaną cieczą i uzyskano odczyt 37 791 g..
Należy wydedukować wyrażenie, aby obliczyć gęstość cieczy i zastosować je z uzyskanymi danymi.
Masę zarówno wody, jak i płynu określa się, odejmując pełny odczyt piknometru od pustego piknometru:
masa H2O = 35 966 g - 26 038 g = 9 928 g; masa płyn = 37 791 g - 26 038 g = 11 753 g
Wreszcie zostaje zastąpiony w wydedukowanym wyrażeniu:
ρpłyn = (11 753 g / 9 928 g). 0,99823 g / cm3 = 1,182 g / cm3.
Jeszcze bez komentarzy