BAĞIL YOĞUNLUK: HESAPLAMA, ÖRNEKLER, ALIŞTIRMALAR - FIZIKSEL - 2025

Nispi yoğunluk gazlar için kuru hava kullanılır ise, bir maddenin yoğunluğu ve sıvı ve katılar için 4 ° C (39.2 ° F) genellikle su olan bir referans arasındaki boyutsuz bir ilişkidir.

Bazı metinlerde buna özgül ağırlık da denir (özgül ağırlığın İngilizcede harfi harfine çevirisi), ancak aynı kavramdır. Her iki yoğunluk da aynı birim sisteminde olmalı ve eşit basınç ve sıcaklık koşulları altında ölçülmelidir.

Yüzen nesneler sudan daha düşük bağıl yoğunluğa sahiptir. Kaynak: PIxabay.

Bağıl yoğunluk matematiksel olarak şu şekilde hesaplanır:

Herhangi bir maddenin yoğunluğu, ölçüldüğü basınç ve sıcaklık koşullarına bağlı olsa da, özellikle gaz söz konusu olduğunda, göreceli yoğunluk, çeşitli malzemeleri hızlı bir şekilde karakterize etmek için çok yararlı bir kavramdır.

Suyun yoğunluğu, yaklaşık 1 her santimetreküp için gram olduğu için bu hemen takdir: 1 g / cc veya 1000 kg / m ³ , atmosfer basıncında ve sıcaklıklar iyi bir dizi içinde, (0 ile 15 ° C) .

Bir maddenin nispi yoğunluğu verildiğinde, evrensel madde olan suya göre ne kadar hafif veya ağır olduğu hemen bilinir.

Ek olarak, nispi yoğunluk, bazı bilinen maddeler için nispi yoğunluk değerlerinin belirtildiği bir sonraki bölümde görüleceği gibi, küçük ve kullanımı kolay sayılarla ölçüldüğü için hatırlanması kolay bir değerdir.

Örnekler

Suyun bağıl yoğunluğu açıkça 1'dir, çünkü başlangıçta belirtildiği gibi sıvılar ve katılar için referans standardıdır. Kahve, süt veya alkolsüz içecekler gibi sıvıların nispi yoğunlukları suya çok yakındır.

Yağlara gelince, kökenine, bileşimine ve işlenmesine bağlı olduğu için herkes için geçerli tek bir bağıl yoğunluk değeri yoktur. Yağlar için bağıl yoğunlukların çoğu 0.7 ile 0.95 arasındadır.

Gazlar çok daha hafiftir, bu nedenle birçok uygulamada alınan referans havanın yoğunluğudur, öyle ki nispi yoğunluk bir gazın havayla karşılaştırıldığında ne kadar hafif veya ağır olduğunu gösterir. Su ile karşılaştırıldığında, havanın bağıl yoğunluğu 0,0013'tür.

Bilinen maddeler ve malzemeler için bazı bağıl yoğunluk değerlerine bakalım.

Bilinen bazı maddelerin göreli yoğunluğu

- İnsan vücudu: 1.07.

- Cıva: 13.6.

- Gliserin: 1.26.

- Benzin: 0.68.

- Deniz suyu: 1.025.

- Çelik: 7.8.

- Ahşap: 0.5.

- Buz: 0.92.

Bağıl yoğunluk değeri, bir maddenin veya malzemenin suda yüzüp yüzmediğine veya tersine battığına dair anında bilgi sağlar.

Bunun ışığında, hemen hemen tüm yağların özgül ağırlığı bu sıvıdan daha düşük olduğundan, bir su tabakasının üstünde bir yağ tabakası kalacaktır. Sudaki bir tahta küpü, tıpkı buz gibi ondan bir parça alabilir.

Mutlak yoğunluk farkı

Mutlak yoğunluk, bir maddenin kütlesi ile kapladığı hacim arasındaki orandır. Hacim de sıcaklığa (çoğu madde ısıtıldığında genleşir) ve basınca bağlı olduğundan yoğunluk da bu iki büyüklüğe bağlıdır. Matematiksel olarak elimizde:

Ρ olan Uluslararası Sistemde birim kg / M yoğunlukta olduğu durumda ³ , m kütle ve V hacimdir.

Hacmin sıcaklık ve basınç ile olan ilişkisi nedeniyle tablolarda görünen yoğunluk değerleri genellikle atmosferik basınçta ve belirli sıcaklık aralıklarında belirtilir.

Bu sebeple, normal gazlar için koşullar altında: 1 atmosfer basınçta ve sıcaklığın 0º C hava yoğunluğu, 1.293 Kg / m ayarlanır ³ .

Değeri bu varyasyonları deneyimlemesine rağmen, özellikle sürekli olduğu düşünülen ortamlarda maddelerin davranışını belirlemek için çok uygun bir niceliktir.

Bağıl yoğunluktan farkı, mutlak yoğunluğun boyutları olmasıdır, bu durumda değerleri seçilen birim sistemine bağlıdır. Bu şekilde 4º C sıcaklıktaki suyun yoğunluğu:

ρ _su = 1 g / cm ³ = 1000 Kg / m ³ = 1.94 sümüklü böcek / ft ³

Çözülmüş egzersizler

-1. Egzersiz

Özgül ağırlığı 0.8 olan 16 gram yağın kapladığı hacmi bulun.

Çözüm

Önce _yağın mutlak yoğunluğunu buluyoruz ρ yağ. Bağıl yoğunluğunu s _g olarak ifade ederek _, elimizde:

ρ _yağ = 0,8 x Su yoğunluğu

Suyun yoğunluğu için bir önceki bölümde verilen değer kullanılacaktır. Bağıl yoğunluk bilindiğinde, bu değer suyun yoğunluğu ile çarpılarak mutlak yoğunluk hemen geri kazanılır. Yani:

Malzeme yoğunluğu = Bağıl yoğunluk x Suyun yoğunluğu (normal koşullar altında).

Bu nedenle, bu örnekteki yağ için:

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

Yoğunluk, m kütlesi ile V hacmi arasındaki bölüm olduğundan, aşağıdaki gibi olacaktır:

Egzersiz 2

Bir kaya 2.32 bir özgül ağırlığa ve 1.42 x 10 bir hacme sahiptir ^-4 m ³ . Uluslararası Sistemin birimlerinde ve teknik sistemde kayanın ağırlığını bulun.

Çözüm

Suyun yoğunluk değeri 1000 Kg / m ³ olarak kullanılacak :

ρ _kaya = 2.32 x 1000 Kg / m ³ = 2.32 x 10 ³ Kg / m ³

Kayanın kütlesi m kilogram cinsindendir:

Teknik sistemin birim cinsinden ağırlığı 0,33 Kilogram-kuvvettir. Uluslararası sistemde tercih edilirse, birim, kütlenin yerçekimi ivmesi olan g değeri ile çarpıldığı Newton'dur.

Egzersiz 3

Piknometre, bir maddenin bağıl yoğunluğunun belirli bir sıcaklıkta belirlenebildiği bir kaptır.

Piknometre. Kaynak: Wikipedia.org.

Laboratuvarda bilinmeyen bir sıvının yoğunluğunu belirlemek için bu prosedür takip edildi:

- Boş piknometre tartıldı ve okuma 26.038 gr.

- Daha sonra piknometre 20 ° C'de (su yoğunluğu 0.99823 g / cc) su ile dolduruldu ve 35.966 g değerinde tartılarak tartıldı.

- Son olarak bilinmeyen sıvı ile doldurulan piknometre tartılmış ve elde edilen okuma 37.791 g olmuştur.

Sıvının yoğunluğunun hesaplanması ve elde edilen verilerle uygulanması için bir ifade çıkarılması istenir.

Çözüm

Hem suyun hem de sıvının kütlesi, dolu piknometre okumasının boş piknometreden çıkarılmasıyla belirlenir:

_H20 kütlesi = 35.966 g - 26.038 g = 9.928 g; _sıvı kütlesi = 37.791 g - 26.038 g = 11.753 g

Son olarak, çıkarılan ifadede ikame edilir:

_sıvı ρ = (11.753 g / 9.928 g). 0.99823 g / cc = 1.182 g / cc.

Referanslar

1. Britanika Ansiklopedisi. Spesifik yer çekimi. Britannica.com'dan kurtarıldı.
2. Giancoli, D. 2006. Fizik: Uygulamalı Prensipler. 6 ^th .. Ed Prentice Hall.
3. Mott, R. 2006. Akışkanlar Mekaniği. 4. Baskı. Pearson Education. 12-21.
4. Valera Negrete, J. 2005. Genel Fizik Üzerine Notlar. UNAM. 44-45.
5. White, F. 2004. Fluid Mechanics. 5. Baskı. Mc Graw Hill. 17-18.