Relativ tetthetsberegning, eksempler, øvelser

De Relativ tetthet Det er det dimensjonsløse forholdet mellom tettheten av ett stoff og en annen referanse som generelt er vann ved 4 ° C (39.2 ºF) for væsker og faste stoffer, mens det brukes tørr luft for gasser.

I noen tekster kalles det også Spesifikk tyngdekraft (bokstavelig oversettelse av Spesifikk tyngdekraft på engelsk), men det er det samme konseptet. Begge tettheter må være i samme system med enheter og har blitt målt i samme trykk- og temperaturforhold.

De flytende objektene har en relativ tetthet mindre enn vann. Kilde: Pixabay.

Den relative tettheten beregnes matematisk som følger:

Relativ tetthet = tetthet av vann/tetthet av vann

Mens tettheten til ethvert stoff avhenger av trykk- og temperaturforholdene det måles, spesielt når det gjelder gasser, er relativ tetthet et veldig nyttig konsept for å raskt karakterisere forskjellige materialer.

Deretter blir dette verdsatt, siden vanntettheten er omtrent 1 gram per kubikkcentimeter: 1 g /cm3 eller 1000 kg /m³, ved atmosfæretrykk og i et godt temperaturområde (fra 0 til 15 ° C).

Å gi den relative tettheten av et stoff, er det umiddelbart kjent hvor lett eller tungt med hensyn til vann, det universelle stoffet.

I tillegg er relativ tetthet en enkel verdi å huske siden den måles med små og enkle å håndtere tall, som det vil bli sett i det følgende avsnittet, der verdiene til de relative tettheten er nevnt for noen kjente stoffer.

[TOC]

Eksempler

Den relative tettheten av vannet er åpenbart 1, siden det som nevnt i begynnelsen er referansemønsteret for væsker og faste stoffer. Væsker som kaffe, melk eller brus har relative tettheter veldig nær vann.

Når det gjelder oljer, er det ingen unik verdi av relativ tetthet som gjelder alle, siden det avhenger av opprinnelse, sammensetning og behandling. De fleste relative oljetettheter er i en rekke 0.7 og 0.95.

Kan tjene deg: Watt lov: Hva er, eksempler, applikasjoner

Gasser er mye lettere, så i mange bruksområder er referansen som tas, tettheten av luften, slik at den relative tettheten indikerer hvor lett eller tung en gass med hensyn til luft. Sammenlignet med vann er den relative tettheten av luften 0.0013.

La oss se på noen relative tetthetsverdier for kjente stoffer og materialer.

Relativ tetthet av noen kjente stoffer

- Menneskekroppen: 1.07.

- Kvikksølv: 13.6.

- Glycerin: 1.26.

- Bensin: 0.68.

- Sjøvann: 1.025.

- Stål: 7.8.

- Tre: 0.5.

- Is: 0.92.

Verdien av den relative tettheten informerer umiddelbart om et stoff eller materiale flyter i vann eller tvert tvert tvert imot.

Med tanke på dette vil et lag med olje være på toppen av et vann, siden nesten alle oljer har en relativ tetthet mindre enn for denne væsken. En trebit i vann kan ha en ut av den, på samme måte som is.

Forskjell med absolutt tetthet

Absolutt tetthet er kvotienten mellom massen til et stoff og volumet den okkuperer. Ettersom volumet igjen avhenger av temperaturen (når flertallet av stoffene er utvidet) og trykket, avhenger tettheten på sin side av disse to størrelsene. Matematisk har du:

Hvor ρ er tetthet, hvis enheter i det internasjonale systemet er kg/m³, m er deigen og V Det er volumet.

På grunn av forholdet til volumet med temperaturen og trykket, er verdiene av absolutt tetthet som vises i tabellene vanligvis spesifisert i atmosfæretrykk og i visse temperaturområder.

Kan tjene deg: Fysisk optikk: Historie, hyppige vilkår, lover, applikasjoner

I normale forhold for gasser: 1 atmosfære av trykk og 0 ° C temperatur, etableres lufttetthet i 1.293 kg/m³.

Selv om verdien opplever disse variasjonene, er det en veldig passende mengde å bestemme atferden til stoffer, spesielt i midler som anses som kontinuerlig.

Forskjellen med den relative tettheten er at det absolutte har dimensjoner, i hvilket tilfelle dets verdier avhenger av systemet til utvalgte enheter. På denne måten er vanntettheten ved fjerde C av temperaturen:

ρ_vann = 1 g /cm³ = 1000 kg/m³ = 1.94 Slug/Foot³

Løste øvelser

-Oppgave 1

Finn volumet okkupert av 16 gram olje hvis relative tetthet er 0.8.

Løsning

Først finner vi absolutt tetthet ρ_olje av olje. Betegner hvordan s_g Dens relative tetthet er:

ρ_olje = 0.8 x vanntetthet

For vanntetthet vil verdien gitt i forrige seksjon bli brukt. Når den relative tettheten er kjent, blir det absolutte umiddelbart gjenvunnet ved å multiplisere denne verdien med vanntetthet. Så:

Materialtetthet = relativ tetthet x vanntetthet (under normale forhold).

Derfor, for oljen i dette eksemplet:

ρ_olje = 0.8 x 1 g/cm³= 0.8 g/cm³

Siden tetthet er kvotienten mellom masse m og bind V, dette vil forbli som følger:

V = m/ρ = 16 g / 0.8 g/cm³= 20 cm³

-Oppgave 2

En stein har en spesifikk tyngdekraft på 2.32 og et volum på 1.42 x 10 ^-4 m³. Finn vekten av berget i enhetene i det internasjonale systemet og i det tekniske systemet.

Løsning

Vanntetthetsverdi vil bli brukt som 1000 kg/m³:

Det kan tjene deg: jordoversettelsesbevegelse

ρ_stein = 2.32 x 1000 kg/m³= 2.32 x 10³ Kg/m³

Masse m av berget er i kilo:

m = r_stein . V = 2.32 x 10³ Kg/m³. 1.42 x 10 ^-4 m³ = 0.33 kg.

Vekten i tekniske systemenheter er 0.33 kilo-kraft. Hvis det er foretrukket i det internasjonale systemet, er enheten Newton, som massen multipliseres med verdien av G, akselerasjonen av tyngdekraften.

P = m. G = 0.33 kg. 9.8 m/s² = 3.23 n.

-Øvelse 3

Et picnometer er en beholder som den relative tettheten av et stoff med en viss temperatur kan bestemmes.

PycNometer. Kilde: Wikipedia.org.

For å bestemme tettheten til en ukjent væske i laboratoriet, ble denne prosedyren fulgt:

- Det tomme picnometeret ble veid og avlesningen var 26.038 g

- Deretter picnometeret med vann ved 20 ºC (vanntetthet 0.99823 g/cc) og veide, og oppnådde en verdi på 35.966 g.

- Endelig ble picnometer full av den ukjente væsken veid og avlesningen som ble oppnådd var 37.791 g.

Det blir bedt om å utlede et uttrykk for å beregne tettheten av væsken og bruke den med de oppnådde data.

Løsning

Massen til både vannet og væsken bestemmes ved å trekke fra avlesningen av picnometer full av det for det tomme picnometeret:

masse _H2O = 35.966 g - 26.038 g = 9.928 g; masse _flytende  = 37.791 g - 26.038 g = 11.753 g

Til slutt erstattes det i uttrykket som ble trukket ut:

ρ_flytende = (11.753 g / 9.928 g) . 0.99823 g/cc = 1.182 g/cc.

Referanser

1. Britisk leksikon. Spesifikk tyngdekraft. Gjenopprettet fra: Britannica.com.
2. Giancoli, d.  2006. Fysikk: Prinsipper med applikasjoner. 6^th... Ed Prentice Hall.
3. Mott, r.  2006. Væskemekanikk. 4. plass. Utgave. Pearson Education. 12-21.
4. Valera Negrete, J. 2005. Generelle fysikknotater. Unam. 44-45.
5. Hvit, f. 2004. Væskemekanikk. 5. utgave. Mc Graw Hill. 17-18.