RELATIV TETTHET: BEREGNING, EKSEMPLER, ØVELSER - FYSISK - 2026

Den relative tettheten er det dimensjonsløse forholdet mellom tettheten til et stoff og en referanse som vanligvis er vann ved 4 ° C (39,2 ° F) for væsker og faste stoffer, mens det for gasser brukes tørr luft.

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 enhetssystem og blitt målt under like trykk- og temperaturbetingelser.

Flytende gjenstander har en lavere relativ tetthet enn vann. Kilde: PIxabay.

Relativ tetthet beregnes matematisk som følger:

Selv om tettheten til et hvilket som helst stoff avhenger av trykk- og temperaturforholdene det måles i, spesielt når det gjelder gasser, er den relative tettheten et veldig nyttig konsept for raskt å karakterisere forskjellige materialer.

Dette kan sees umiddelbart, siden tettheten av vannet er omtrent 1 gram for hver kubikkcentimeter: 1 g / cm3 eller 1000 kg / m ³ , ved atmosfæretrykk og i et godt temperaturområde (fra 0 til 15 ºC) .

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

I tillegg er den relative tettheten en enkel verdi å huske, siden den måles med små og lett å håndtere tall, som det vil bli vist i neste avsnitt, der verdiene for den relative tettheten for noen kjente stoffer er nevnt.

eksempler

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

Når det gjelder oljer, er det ingen eneste relative tetthetsverdi som gjelder alle, siden det avhenger av deres opprinnelse, sammensetning og prosessering. De fleste av de relative tetthetene for oljer ligger i området mellom 0,7 og 0,95.

Gasser er mye lettere, så i mange bruksområder er referansen som er tatt tettheten av luften, på en slik måte at den relative tettheten indikerer hvor lett eller tung en gass sammenlignes med luft. Sammenlignet med vann er den relative tettheten av luft 0,0013.

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

Relativ tetthet av noen kjente stoffer

- Menneskekropp: 1,07.

- Kvikksølv: 13.6.

- Glyserin: 1,26.

- Bensin: 0,68.

- Sjøvann: 1.025.

- Stål: 7,8.

- Tre: 0,5.

- Is: 0,92.

Den relative tetthetsverdien gir øyeblikkelig informasjon om et stoff eller materiale flyter i vann eller synker tvert imot.

Med tanke på dette vil et lag med olje forbli på toppen av et vannlag, siden nesten alle oljer har en lavere egenvekt enn denne væsken. En kube av tre i vann kan ha en del ut av den, akkurat som is.

Forskjell med absolutt tetthet

Den absolutte tettheten er kvotienten mellom massen til et stoff og volumet det opptar. Ettersom volumet igjen avhenger av temperatur (de fleste stoffer utvides når de blir oppvarmet) og trykk, avhenger tettheten igjen av disse to størrelsesordenene. Matematisk har vi:

Hvor ρ er tettheten, hvis enheter i det internasjonale systemet er Kg / m ³ , er m massen og V er volumet.

På grunn av forholdet som volumet har til temperatur og trykk, blir tetthetsverdiene som vises i tabellene vanligvis spesifisert ved atmosfæretrykk og i visse temperaturområder.

Under normale forhold for gasser: 1 trykkatmosfære og 0 ° C temperatur, blir luftens tetthet således satt til 1 293 kg / m ³ .

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

Forskjellen med relativ tetthet er at absolutt tetthet har dimensjoner, i hvilket tilfelle verdiene avhenger av det valgte enhetssystemet. På denne måten er tettheten av vann ved en temperatur på 4 ° C:

ρ _vann = 1 g / cm ³ = 1000 kg / m ³ = 1,94 snegle / ft ³

Løste øvelser

-Øvelse 1

Finn volumet okkupert av 16 gram olje med egenvekt 0,8.

Løsning

Først finner vi den absolutte tettheten ρ _olje av oljen. Ved å betegne dens relative tetthet som sg _{, har} vi:

ρ _olje = 0,8 x Tetthet av vann

For tetthet av vann vil verdien som er gitt i forrige seksjon bli brukt. Når den relative tettheten er kjent, gjenvinnes den absolutte tettheten umiddelbart ved å multiplisere denne verdien med tettheten av vannet. Så:

Materiell tetthet = Relativ tetthet x Tetthet av vann (under normale forhold).

Derfor for oljen i dette eksemplet:

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

Siden tetthet er kvotienten mellom masse m og volum V, vil den være som følger:

-Øvelse 2

En bergart har en egenvekt på 2,32 og et volum på 1,42 x 10 ^-4 m ³ . Finn vekten av berget i enheter av det internasjonale systemet og i det tekniske systemet.

Løsning

Verdien av tettheten av vannet vil bli brukt som 1000 kg / m ³ :

ρ _bergart = 2,32 x 1000 kg / m ³ = 2,32 x 10 ³ kg / m ³

Bergens masse er i kilogram:

Vekten i enheter til det tekniske systemet er 0,33 kilogram kraft. Hvis det er foretrukket i det internasjonale systemet, er enheten Newton, som massen multipliseres med verdien av g, akselerasjonen av tyngdekraften.

-Øvelse 3

Et pyknometer er en beholder som den relative tettheten til et stoff kan bestemmes ved en viss temperatur.

Pyknometeret. Kilde: Wikipedia.org.

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

- Det tomme pyknometeret ble veid og avlesningen var 26,038 g

- Deretter ble pyknometeret fylt med vann ved 20 ° C (vanntetthet 0,99823 g / cc) og veid, og oppnådde en verdi på 35,966 g.

- Endelig ble pyknometeret fylt med den ukjente væsken veid og avlesningen oppnådd var 37.791 g.

Det blir bedt om å utlede et uttrykk for å beregne væskens tetthet og anvende det med de innhentede dataene.

Løsning

Massen til både vannet og væsken bestemmes ved å trekke fra hele pyknometeravlesningen fra det tomme pyknometeret:

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

Til slutt erstattes det i uttrykket som ble trukket ut:

_væske ρ = (11.753 g / 9.928 g). 0,99823 g / cc = 1,122 g / cc.

referanser

1. Encyclopedia Britannica. Spesifikk tyngdekraft. Gjenopprettet fra: britannica.com.
2. Giancoli, D. 2006. Physics: Principles with Applications. 6. ^tr .. Ed Prentice Hall.
3. Mott, R. 2006. Fluid Mechanics. Fjerde. Edition. Pearson Education. 12-21.
4. Valera Negrete, J. 2005. Merknader om generell fysikk. UNAM. 44-45.
5. White, F. 2004. Fluid Mechanics. 5. utgave. Mc Graw Hill. 17-18.