RELATIVNA GOSTOTA: IZRAČUN, PRIMERI, VAJE - FIZIČNO - 2025

Relativna gostota je brezdimenzijski razmerje med gostoto snovi in reference, ki je običajno voda pri 4 ° C (39,2 ° F) za tekočine in trdne snovi, pri čemer je za pline uporabimo suh zrak.

V nekaterih besedilih se imenuje tudi specifična gravitacija (dobesedni prevod specifične gravitacije v angleščino), vendar gre za isti koncept. Obe gostoti morata biti v istem sistemu enot in merjeni pod enakimi pogoji tlaka in temperature.

Plavajoči predmeti imajo nižjo relativno gostoto kot voda. Vir: PIxabay.

Relativna gostota se izračuna matematično na naslednji način:

Čeprav je gostota katere koli snovi odvisna od tlačnih in temperaturnih razmer, v katerih se meri, zlasti ko gre za pline, je relativna gostota zelo uporaben koncept za hitro karakterizacijo različnih materialov.

To lahko opazimo takoj, saj je gostota vode približno 1 gram na vsak kubični centimeter: 1 g / cc ali 1000 kg / m ³ , pri atmosferskem tlaku in v dobrem temperaturnem območju (od 0 do 15 ° C) .

Če damo relativno gostoto snovi, se takoj ve, kako lahka ali težka je glede vode, univerzalne snovi.

Poleg tega je relativna gostota lahka vrednost, ki si jo je zapomniti, saj jo merimo z majhnimi številkami, ki so enostavne za ravnanje, kot bomo videli v naslednjem razdelku, v katerem so omenjene vrednosti relativne gostote nekaterih znanih snovi.

Primeri

Relativna gostota vode je očitno 1, saj je, kot rečeno na začetku, referenčni standard za tekočine in trdne snovi. Tekočine, kot so kava, mleko ali brezalkoholne pijače, imajo relativno gostoto kot voda.

Kar zadeva olja, ni ene same vrednosti relativne gostote za vse, saj je odvisna od njihovega izvora, sestave in predelave. Večina relativnih gostot olj je v območju med 0,7 in 0,95.

Plini so veliko lažji, zato je v mnogih aplikacijah referenca gostota zraka, tako da relativna gostota kaže na to, kako lahka ali težka je plina v primerjavi z zrakom. V primerjavi z vodo je relativna gostota zraka 0,0013.

Poglejmo nekaj relativnih vrednosti gostote za znane snovi in ​​materiale.

Relativna gostota nekaterih znanih snovi

- Človeško telo: 1,07.

- Živo srebro: 13.6.

- Glicerin: 1,26.

- Bencin: 0,68.

- morska voda: 1.025.

- Jeklo: 7.8.

- Les: 0,5.

- led: 0,92.

Vrednost relativne gostote zagotavlja takojšnje informacije o tem, ali snov ali material plava v vodi ali nasprotno potone.

Glede na to bo plast olja ostala nad plastjo vode, saj imajo skoraj vsa olja nižjo specifično težo od te tekočine. Kocka lesa v vodi ima lahko delček ven, tako kot led.

Razlika z absolutno gostoto

Absolutna gostota je količnik med maso snovi in ​​prostornino, ki jo zaseda. Ker je prostornina odvisna od temperature (večina snovi se segreva) in tlaka, je gostota odvisna od teh dveh mer. Matematično imamo:

Kjer je ρ gostota, katere enote v mednarodnem sistemu so Kg / m ³ , m je masa in V volumen.

Zaradi razmerja, ki ga ima volumen s temperaturo in tlakom, so vrednosti gostote, ki so prikazane v tabelah, običajno določene pri atmosferskem tlaku in v določenih temperaturnih območjih.

Tako je v normalnih pogojih za pline: 1 tlačna atmosfera in 0 ° C temperature gostota zraka nastavljena na 1.293 Kg / m ³ .

Kljub temu, da njegova vrednost doživlja te spremembe, je zelo primerna količina za določanje obnašanja snovi, zlasti v medijih, ki se štejejo za kontinuirane.

Razlika pri relativni gostoti je, da ima absolutna gostota dimenzije, v tem primeru so njene vrednosti odvisne od izbranega enotnega sistema. Na ta način je gostota vode pri temperaturi 4 ° C:

ρ _voda = 1 g / cm ³ = 1000 Kg / m ³ = 1,94 polža / ft ³

Rešene vaje

-Vežba 1

Poiščite prostornino 16 gramov olja, katerega specifična teža je 0,8.

Rešitev

Najprej najdemo absolutno gostoto ρ _olja olja. Če označimo njeno relativno gostoto kot s _g, imamo:

ρ _olje = 0,8 x Gostota vode

Za gostoto vode se uporabi vrednost, navedena v prejšnjem razdelku. Ko je znana relativna gostota, se absolutna gostota takoj pridobi tako, da se ta vrednost pomnoži z gostoto vode. Torej:

Gostota materiala = Relativna gostota x Gostota vode (v normalnih pogojih).

Zato za olje v tem primeru:

ρ _olje = 0,8 x 1 g / cm ³ = 0,8 g / cm ³

Ker je gostota količnik med maso m in prostornino V, bo ta:

-Vežba 2

Kamnina ima specifično težo 2,32 in prostornino 1,42 x 10 ^-4 m ³ . Poiščite težo skale v enotah mednarodnega sistema in v tehničnem sistemu.

Rešitev

Vrednost gostote vode bo uporabljena kot 1000 Kg / m ³ :

ρ _skala = 2,32 x 1000 Kg / m ³ = 2,32 x 10 ³ Kg / m ³

Masa m skale je v kilogramih:

Teža v enotah tehničnega sistema je 0,33 kilogramske sile. Če je v mednarodnem sistemu prednostna, potem je enota Newton, za katero se masa pomnoži z vrednostjo g, pospeševanjem gravitacije.

-Vežba 3

Piknometr je posoda, s katero je mogoče določiti relativno gostoto snovi pri določeni temperaturi.

Piknometrom. Vir: Wikipedia.org.

Za določitev gostote neznane tekočine v laboratoriju smo upoštevali ta postopek:

- Prazen piknometr je stehtal in odčitek je bil 26.038 g

- Nato smo piknometr napolnili z vodo pri 20 ° C (gostota vode 0,99823 g / cc) in stehtali, tako da smo dobili vrednost 35,966 g.

- Na koncu smo stehtali piknometr, napolnjen z neznano tekočino, in doseženo odčitavanje je bilo 37.791 g.

Prosimo, da za izračun gostote tekočine določimo izraz in ga uporabimo s pridobljenimi podatki.

Rešitev

Masa vode in tekočine se določi tako, da se od praznega piknometra odšteje celotna vrednost piknometra:

masa _H20 = 35,966 g - 26,038 g = 9,928 g; masa _tekočine = 37,791 g - 26,038 g = 11,753 g

Na koncu je nadomeščen z izraženim izrazom:

_tekočina ρ = (11.753 g / 9.928 g). 0,99823 g / cc = 1,182 g / cc.

Reference

1. Enciklopedija Britannica. Specifična težnost. Pridobljeno: britannica.com.
2. Giancoli, D. 2006. Fizika: Načela z aplikacijami. 6 ^th .. Ed Prentice Hall.
3. Mott, R. 2006. Mehanika tekočin. 4. Izdaja. Pearsonova vzgoja. 12–21.
4. Valera Negrete, J. 2005. Opombe k splošni fiziki. UNAM. 44–45.
5. White, F. 2004. Mehanika tekočin. 5. izdaja Mc Graw Hill. 17-18.