- Példák
- Néhány ismert anyag relatív sűrűsége
- Különbség az abszolút sűrűséggel
- Megoldott gyakorlatok
- -1. Feladat
- Megoldás
- - 2. gyakorlat
- Megoldás
- - 3. gyakorlat
- Megoldás
- Irodalom
A relatív sűrűség az anyag sűrűsége és a referencia közötti dimenzió nélküli kapcsolat, amely folyadékok és szilárd anyagok esetében általában víz 4 ° C (39,2 ° F) hőmérsékleten, míg gázok esetében száraz levegőt használnak.
Egyes szövegekben azt specifikus gravitációnak is nevezik (a speciális gravitáció szó szerinti fordítása angolul), de ez ugyanaz a fogalom. Mindkét sűrűségnek ugyanabban az egységrendszerben kell lennie, és azonos nyomás- és hőmérsékleti viszonyok között kell mérni.

Az úszó tárgyak relatív sűrűsége alacsonyabb, mint a vízé. Forrás: PIxabay.
A relatív sűrűséget matematikailag a következőképpen kell kiszámítani:
Bár bármely anyag sűrűsége attól a nyomástól és hőmérsékleti viszonyoktól függ, amelyben mérik, különösen a gázok esetében, a relatív sűrűség nagyon hasznos fogalom a különféle anyagok gyors jellemzésére.
Ez azonnal látható, mivel a víz sűrűsége kb. 1 gramm minden köbcentiméterre: 1 g / cm3 vagy 1000 kg / m 3, légköri nyomáson és jó hőmérsékleti tartományban (0-15 ºC)..
Ha megadjuk az anyag relatív sűrűségét, azonnal megtudhatjuk, milyen könnyű vagy nehéz a vízhez, az univerzális anyaghoz viszonyítva.
Ezenkívül a relatív sűrűség könnyen megjegyezhető érték, mivel kicsi és könnyen kezelhető számokkal mérik, amint azt a következő szakaszban láthatjuk, amelyben néhány ismert anyag relatív sűrűségének értékeit említik.
Példák
A víz relatív sűrűsége nyilvánvalóan 1, mivel ahogy az elején már említettük, ez a folyadékok és szilárd anyagok referencia-standardja. A folyadékok, például a kávé, a tej vagy az üdítőitalok relatív sűrűsége nagyon közel áll a vízhez.
Az olajok vonatkozásában nincs egyetlen, az összesre vonatkoztatható relatív sűrűségérték, mivel az az eredetüktől, összetételüktől és feldolgozástól függ. Az olajok relatív sűrűségeinek többsége 0,7 és 0,95 között van.
A gázok sokkal könnyebbek, így sok alkalmazásban a referencia a levegő sűrűsége, oly módon, hogy a relatív sűrűség megmutatja, milyen könnyű vagy nehéz gáz van a levegővel összehasonlítva. A vízhez viszonyítva a levegő relatív sűrűsége 0,0013.
Nézzük meg az ismert anyagok és anyagok néhány relatív sűrűségértékét.
Néhány ismert anyag relatív sűrűsége
- Emberi test: 1,07.
- Higany: 13,6.
- Glicerin: 1,26.
- Benzin: 0,68.
- Tengeri víz: 1 025.
- Acél: 7.8.
- Fa: 0,5.
- Jég: 0,92.
A relatív sűrűségérték azonnali információt nyújt arról, hogy egy anyag vagy anyag vízben úszik-e vagy éppen ellenkezőleg süllyed-e.
Ennek fényében egy réteg olajat marad a vízréteg tetején, mivel szinte minden olaj kisebb fajsúlyú, mint ez a folyadék. Vízben lévő fakockából egy rész is belőle fordulhat elő, akárcsak a jég.
Különbség az abszolút sűrűséggel
Az abszolút sűrűség az anyag tömege és az által elfoglalt térfogat hányadosa. Mivel a térfogat viszont függ a hőmérséklettől (a legtöbb anyag melegítéskor tágul) és a nyomástól, a sűrűség viszont ettől a két nagyságostól függ. Matematikailag:

Ahol ρ a sűrűség, amelynek egységei a nemzetközi rendszerben Kg / m 3, m a tömeg és V a térfogat.
A térfogatnak a hőmérséklettel és a nyomással való kapcsolatának köszönhetően a táblázatokban szereplő sűrűségértékeket általában légköri nyomáson és bizonyos hőmérsékleti tartományokban adják meg.
Így normál körülmények között gázok esetén: 1 nyomás atmoszférában és 0 ° C hőmérsékleten a levegő sűrűségét 1,293 Kg / m 3-re állítják.
Noha értéke megtapasztalja ezeket a variációkat, ez egy nagyon megfelelő mennyiség az anyagok viselkedésének meghatározására, különösen a folyamatosnak tekinthető közegekben.
A relatív sűrűséggel való különbség az, hogy az abszolút sűrűségnek vannak méretei, amelyek értékei a kiválasztott egységrendszertől függenek. Ilyen módon a víz sűrűsége 4º C hőmérsékleten:
ρ víz = 1 g / cm 3 = 1000 Kg / m 3 = 1,94 mez / láb 3
Megoldott gyakorlatok
-1. Feladat
Keresse meg a 0,8 gramm fajlagos tömegű 16 gramm olaj által elfoglalt térfogatot.
Megoldás
Először megkeressük az olaj abszolút sűrűségét ρ. Ha relatív sűrűségét s g- ként jelöljük , akkor:
ρ olaj = 0,8 x a víz sűrűsége
A víz sűrűségére az előző szakaszban megadott értéket kell használni. Ha a relatív sűrűség ismert, az abszolút sűrűséget azonnal visszanyerik, megszorozva ezt az értéket a víz sűrűségével. Így:
Anyag sűrűsége = Relatív sűrűség x A víz sűrűsége (normál körülmények között).
Ezért a példában szereplő olaj esetében:
ρ olaj = 0,8 x 1 g / cm 3 = 0,8 g / cm 3
Mivel a sűrűség az m tömeg és az V. térfogat hányadosa, a következő lesz:
- 2. gyakorlat
Egy kőzet fajsúlya 2,32, térfogata 1,42 x 10-4 m 3. Keresse meg a kőzet súlyát a Nemzetközi Rendszer egységeiben és a műszaki rendszerben.
Megoldás
A víz sűrűségének értékét 1000 Kg / m 3- ként kell használni:
ρ kőzet = 2,32 x 1000 kg / m 3 = 2,32 x 10 3 kg / m 3
A kő tömege m kilogrammban:
A műszaki rendszer egységnyi súlya 0,33 kilóerő. Ha ez a nemzetközi rendszerben előnyös, akkor az egység Newton, amelynek tömegét megszorozzuk g értékével, a gravitációs gyorsulással.
- 3. gyakorlat
A piknométer olyan tartály, amellyel az anyag relatív sűrűsége meghatározható egy bizonyos hőmérsékleten.

Tesszük. Forrás: Wikipedia.org.
Az ismeretlen folyadék sűrűségének meghatározására a laboratóriumban ezt az eljárást követték:
- Az üres piknométert lemértük és a leolvasás 26,038 g volt
- Ezután a piknométert megtöltöttük 20 ° C-os vízzel (víztartalom 0,99823 g / cm3), és lemértük. 35,966 g értéket kaptunk.
- Végül megmérjük az ismeretlen folyadékkal töltött piknométert, és a kapott leolvasott érték 37,791 g.
Felkérjük, hogy vegyen le egy kifejezést a folyadék sűrűségének kiszámításához és alkalmazza azt a kapott adatokkal.
Megoldás

A víz és a folyadék tömegét úgy határozzuk meg, hogy kivonjuk a teljes piknométer értékét az üres piknométerből:
tömeg H20 = 35,966 g - 26,038 g = 9,928 g; folyadék tömege = 37,791 g - 26,038 g = 11,753 g
Végül helyébe a következtetés lép:
folyadék ρ = (11,753 g / 9,928 g). 0,99823 g / cm3 = 1,182 g / cm3.
Irodalom
- Encyclopedia Britannica. Fajsúly. Helyreállítva: britannica.com.
- Giancoli, D. 2006. Fizika: alapelvek alkalmazásokkal. 6 th.. Ed Prentice Hall.
- Mott, R. 2006. Fluid Mechanics. 4.. Kiadás. Pearson oktatás. 12-21.
- Valera Negrete, J. 2005. Megjegyzések az általános fizikáról. UNAM. 44-45.
- White, F. 2004. Fluid Mechanics. 5. kiadás. Mc Graw Hill. 17-18.
