的相对密度是物质的密度,并在4℃(39.2°F),用于液体和固体的参考通常是水之间的无量纲关系,而用于气体使用干燥空气。
在某些文本中,它也称为比重(英语中比重的字面翻译),但是它是相同的概念。两种密度必须在同一单位系统中,并且必须在相同的压力和温度条件下进行测量。
浮动物体的相对密度低于水。资料来源:PIxabay。
相对密度的数学计算方法如下:
尽管任何物质的密度都取决于测量该物质的压力和温度条件,尤其是涉及气体时,但相对密度是快速表征各种材料的非常有用的概念。
可以立即看到这一点,因为在大气压下和良好的温度范围(0至15摄氏度)下,每立方厘米的水密度约为1克:1 g / cc或1000 kg / m 3。 。
给出某种物质的相对密度,就可以立即知道它相对于通用物质水而言是轻还是重。
此外,相对密度是一个容易记住的值,因为它是通过较小且易于处理的数字进行测量的,正如在下一部分中将看到的那样,其中提到了某些已知物质的相对密度的值。
例子
水的相对密度显然为1,因为如开头所述,它是液体和固体的参考标准。诸如咖啡,牛奶或软饮料之类的液体的相对密度非常接近于水。
对于油,没有一个适用于所有油的相对密度值,因为它取决于油的来源,组成和加工过程。油的大多数相对密度在0.7到0.95之间。
气体要轻得多,因此在许多应用中,所采用的参考标准是空气的密度,即相对密度表明气体与空气相比是轻还是重。与水相比,空气的相对密度为0.0013。
让我们看一下已知物质和材料的一些相对密度值。
一些已知物质的相对密度
-人体:1.07。
-水星:13.6。
-甘油:1.26。
汽油:0.68。
-海水:1,025。
-钢:7.8。
-木:0.5。
-冰:0.92。
相对密度值提供有关物质或材料漂浮在水中还是沉入水中的即时信息。
鉴于此,因为几乎所有的油都比该液体具有更低的比重,所以一层油将保留在水层的顶部。水中的一块木头可能像冰一样有一部分。
与绝对密度之差
绝对密度是物质的质量与物质所占体积之间的商。由于体积又取决于温度(大多数物质在加热时会膨胀)和压力,因此密度又取决于这两个大小。数学上,我们有:
其中ρ是密度,在国际体系中的单位是Kg / m 3,m是质量,V是体积。
由于体积与温度和压力之间的关系,因此表中显示的密度值通常是在大气压和特定温度范围内指定的。
因此,在正常的气体条件下:1个大气压和0ºC的温度,空气的密度设置为1,293 Kg / m 3。
尽管其值会经历这些变化,但它是确定物质行为的非常合适的数量,尤其是在被认为是连续的介质中。
相对密度的区别在于绝对密度确实具有尺寸,在这种情况下其值取决于所选的单位系统。这样,温度为4ºC时水的密度为:
ρ 水 = 1 g / cm 3 = 1000 Kg / m 3 = 1.94弹头/ ft 3
解决的练习
-运动1
查找比重为0.8的16克油所占的体积。
解
首先我们找到油的绝对密度ρ 油。将其相对密度表示为s g,我们有:
ρ 油 = 0.8 x水的密度
对于水的密度,将使用上一节中给出的值。当知道相对密度时,通过将该值乘以水的密度可以立即恢复绝对密度。所以:
材料密度=相对密度x水的密度(在正常条件下)。
因此,对于本例中的机油:
ρ 油 = 0.8 x 1克/厘米3 = 0.8克/厘米3
由于密度是质量m与体积V之间的商,因此它将为:
-练习2
岩石的比重为2.32,体积为1.42 x 10 -4 m 3。在国际系统和技术系统中找到岩石的重量。
解
水的密度值将被用作1000 Kg / m 3:
ρ 岩石 = 2.32 x 1000千克/米3 = 2.32 x 10 3千克/米3
岩石的质量m以千克为单位:
技术系统的单位重量为0.33千克力。如果在国际系统中首选,则单位为牛顿,其质量乘以g值即重力加速度。
-练习3
比重瓶是一种可以在一定温度下确定物质相对密度的容器。
比重瓶。资料来源:Wikipedia.org。
要确定实验室中未知液体的密度,请执行以下步骤:
-称重空比重瓶,读数为26.038 g
-然后将比重瓶装满20ºC的水(水密度0.99823 g / cc)并称重,得到的值为35.966 g。
-最后,称重充满未知液体的比重瓶,得到的读数为37,791 g。
要求推导一个表达式来计算液体的密度,并将其与获得的数据一起应用。
解
通过从空比重瓶中减去全部比重瓶读数,可以确定水和液体的质量:
H 2 O质量= 35.966g-26.038g = 9.928g;流体质量= 37.791 g-26.038 g = 11.753 g
最后,将其替换为推导的表达式:
流体 ρ =(11.753 g / 9.928 g)。0.99823克/毫升= 1.182克/毫升
参考文献
- 不列颠百科全书。比重。摘自:britannica.com。
- Giancoli,D.,2006年。《物理:应用原理》。6 日..埃德Prentice Hall出版。
- Mott,R.,2006年。流体力学。4号 版。培生教育。12-21。
- 瓦莱拉·内格雷特(Valera Negrete),J.,2005年。《一般物理学》。联阿特派团。44-45。
- White,F.,2004年。流体力学。第5版。麦格劳希尔。 17-18。