Relativ täthetsberäkning, exempel, övningar

De Relativ densitet Det är det dimensionella förhållandet mellan tätheten hos ett ämne och en annan referens som i allmänhet är vatten vid 4 ° C (39.2 ºF) för vätskor och fasta ämnen, medan för gaser torr luft används.

I vissa texter kallas det också Specifik gravitation (bokstavlig översättning av Specifik gravitation på engelska), men det är samma koncept. Båda tätheterna måste vara i samma enhetssystem och har uppmättts i samma tryck och temperaturförhållanden.

De flytande föremålen har en relativ densitet mindre än vatten. Källa: Pixabay.

Den relativa densiteten beräknas matematiskt enligt följande:

Relativ densitet = Densitet för vatten/densitet av vatten

Även om tätheten för något ämne beror på trycket och temperaturförhållandena där det mäts, särskilt när det gäller gaser, är relativ densitet ett mycket användbart koncept för att snabbt karakterisera olika material.

Därefter uppskattas detta, eftersom vattentätheten är ungefär 1 gram per kubikcentimeter: 1 g /cc eller 1000 kg /m³, vid atmosfärstryck och i ett bra temperaturområde (från 0 till 15 ° C).

Genom att ge den relativa tätheten för ett ämne är det omedelbart känt hur lätt eller tungt med avseende på vatten, det universella ämnet.

Dessutom är relativ densitet ett enkelt värde att komma ihåg eftersom den mäts med små och enkla att hantera nummer, vilket kommer att ses i följande avsnitt, där värdena på de relativa densiteterna nämns för vissa kända ämnen.

[TOC]

Exempel

Vattens relativa densitet är uppenbarligen 1, eftersom det som anges i början är referensmönstret för vätskor och fasta ämnen. Vätskor som kaffe, mjölk eller läskedrycker har relativa tätheter mycket nära vatten.

När det gäller oljor finns det inget unikt värde på relativ densitet som är tillämplig på alla, eftersom det beror på dess ursprung, sammansättning och bearbetning. De flesta relativa oljetätheter ligger i ett intervall av 0.7 och 0.95.

Kan tjäna dig: watt lag: vad är, exempel, applikationer

Gaserna är mycket lättare, så i många applikationer är referensen som tas in lufttätheten, så att den relativa densiteten indikerar hur lätt eller tung en gas med avseende på luft. Jämfört med vatten är luftens relativa densitet 0.0013.

Låt oss titta på några relativa densitetsvärden för kända ämnen och material.

Relativ densitet för några kända ämnen

- Människokropp: 1.07.

- Kvicksilver: 13.6.

- Glycerin: 1.26.

- Bensin: 0.68.

- Havsvatten: 1.025.

- Stål: 7.8.

- Trä: 0.5.

- Is: 0.92.

Värdet på den relativa densiteten informerar omedelbart om ett ämne eller material flyter i vatten eller på motsatta sänkor.

Med tanke på detta kommer ett lager olja att vara ovanpå ett vatten, eftersom nästan alla oljor har en relativ densitet mindre än den för denna vätska. En träkub i vatten kan ha en av den på samma sätt som is.

Skillnad med absolut densitet

Absolut densitet är kvoten mellan massans massa och volymen den upptar. Eftersom volymen i sin tur beror på temperaturen (när majoriteten av ämnena är utvidgade) och trycket beror tätheten i sin tur på dessa två storlekar. Matematiskt har du:

Där ρ är densitet, vars enheter i det internationella systemet är kg/m³, m är degen och V Det är volymen.

På grund av förhållandet med volymen med temperaturen och trycket anges värdena på absolut densitet som visas i tabellerna i atmosfärstryck och i vissa temperaturområden.

Kan tjäna dig: Fysisk optik: Historia, ofta villkor, lagar, applikationer

Således, under normala förhållanden för gaser: 1 atmosfär av tryck och 0 ° C temperatur, etableras lufttätheten i 1.293 kg/m³.

Även om dess värde upplever dessa variationer är det ett mycket lämpligt belopp för att bestämma ämnets beteende, särskilt i medel som beaktas kontinuerligt.

Skillnaden med den relativa densiteten är att de absoluta har dimensioner, i vilket fall dess värden beror på systemet för utvalda enheter. På detta sätt är vattentätheten vid 4: e C -temperaturen:

ρ_vatten = 1 g /cm³ = 1000 kg/m³ = 1.94 snigel/fot³

Löst övningar

-Övning 1

Hitta den volym som ockuperas av 16 gram olja vars relativa densitet är 0.8.

Lösning

Först hittar vi absolut densitet ρ_olja olja. Betecknar hur S_g Dess relativa densitet är:

ρ_olja = 0.8 x Vattentäthet

För vattentäthet kommer det värde som anges i föregående avsnitt att användas. När den relativa densiteten är känd återvinns den absoluta omedelbart genom att multiplicera detta värde med vattentäthet. Så:

Materialdensitet = Relativ densitet x Vattentäthet (under normala förhållanden).

Därför för oljan i detta exempel:

ρ_olja = 0.8 x 1 g/cm³= 0.8 g/cm³

Eftersom densitet är kvoten mellan massan m och volym V, detta kommer att förbli på följande sätt:

V = m/ρ = 16 g / 0.8 g/cm³= 20 cm³

-Övning 2

En sten har en specifik tyngdkraft på 2.32 och en volym på 1.42 x 10 ^-4 m³. Hitta vikten av berget i enheter i det internationella systemet och i det tekniska systemet.

Lösning

Vattendensitetsvärde kommer att användas som 1000 kg/m³:

Det kan tjäna dig: Jordöversättningsrörelse

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

Massa m av berget är i kilogram:

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

Vikten i tekniska systemenheter är 0.33 kilo-kraft. Om det föredras i det internationella systemet är enheten Newton, för vilken massan multipliceras med värdet på G, tyngdkraften.

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

-Övning 3

En picknometer är en behållare med vilken den relativa tätheten för ett ämne vid en viss temperatur kan bestämmas.

Pycnometer. Källa: Wikipedia.org.

För att bestämma densiteten för en okänd vätska i laboratoriet följdes denna procedur:

- Den tomma picknometern vägdes och avläsningen var 26.038 g

- Sedan picknometern med vatten vid 20 ° C (vattentäthet 0.99823 g/cc) och vägde, erhålla ett värde på 35.966 g.

- Slutligen vägdes picknometern full av den okända vätskan och den erhållna avläsningen var 37.791 g.

Det uppmanas att härleda ett uttryck för att beräkna vätskans densitet och applicera den med de erhållna data.

Lösning

Massan på både vattnet och vätskan bestäms genom att subtrahera läsningen av picknometern full av den tomma picknometer:

massa _H2O = 35.966 G - 26.038 G = 9.928 g; massa _flytande  = 37.791 G - 26.038 G = 11.753 g

Slutligen ersätts det i uttrycket som härleddes:

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

Referenser

1. Brittisk encyklopedi. Specifik gravitation. Återhämtat sig från: Britannica.com.
2. Giancoli, D.  2006. Fysik: Principer med applikationer. 6^th... Ed Prentice Hall.
3. Mott, r.  2006. Flytande mekanik. 4th. Utgåva. Pearson Education. 12-21.
4. Valera Negrete, J. 2005. Allmänna fysikanteckningar. Unk. 44-45.
5. Vit, f. 2004. Flytande mekanik. Femte upplagan. MC Graw Hill. 17-18.