相対密度は、物質の密度及びガスの乾燥空気を用いているが、通常液体及び固体4℃(39.2°F)の水である参照との間の無次元の関係です。
一部のテキストでは、比重(英語での比重の直訳)とも呼ばれていますが、同じ概念です。両方の密度は同じ単位系である必要があり、圧力と温度の等しい条件下で測定されています。
フローティングオブジェクトの相対密度は水よりも低くなります。出典:PIxabay。
相対密度は、次のように数学的に計算されます。
物質の密度は、それが測定される圧力と温度の条件に依存しますが、特にガスに関しては、相対密度は、さまざまな材料をすばやく特徴付けるための非常に有用な概念です。
水の密度は1立方センチメートルあたり約1グラムであるため、これはすぐにわかります。1g / ccまたは1000 kg / m 3、大気圧および適切な温度範囲(0〜15ºC)で。
物質の相対密度を与えると、普遍的な物質である水に対してどれほど軽いか重いかがすぐにわかります。
さらに、相対密度は、いくつかの既知の物質の相対密度の値が言及されている次のセクションでわかるように、小さくて扱いやすい数値で測定されるため、覚えやすい値です。
例
水の相対密度は、最初に述べたように、液体と固体の参照標準であるため、明らかに1です。コーヒー、牛乳、清涼飲料などの液体は、水の密度に非常に近い密度を持っています。
油については、その起源、組成、加工に依存するため、すべてに適用できる単一の相対密度値はありません。油のほとんどの相対密度は0.7から0.95の範囲です。
ガスははるかに軽いため、多くのアプリケーションでは、相対的な密度がガスが空気と比較してどの程度軽いか重いかを示すような方法で、参照されるのは空気の密度です。水と比較すると、空気の相対密度は0.0013です。
既知の物質と材料のいくつかの相対密度値を見てみましょう。
いくつかの既知の物質の相対密度
-人体:1.07。
-水銀:13.6。
-グリセリン:1.26。
-ガソリン:0.68。
-海水:1,025。
-鋼:7.8。
-木材:0.5。
-氷:0.92。
相対密度値は、物質または材料が水に浮くか、逆に沈むかについての即時情報を提供します。
これを考慮すると、ほとんどすべての油の比重がこの液体よりも低いため、油の層は水の層の上に残ります。水中の立方体は、まるで氷のように、その一部を持っている場合があります。
絶対密度との違い
絶対密度は、物質の質量とそれが占める体積の間の商です。体積は温度(ほとんどの物質は加熱すると膨張します)と圧力に依存するため、密度はこれら2つの大きさに依存します。数学的には:
ここで、ρは密度、国際システムの単位はKg / m 3、mは質量、Vは体積です。
ボリュームと温度および圧力との関係により、表に表示される密度値は通常、大気圧および特定の温度範囲で指定されます。
したがって、ガスの通常の条件:圧力1気圧、温度0℃では、空気の密度は1,293 Kg / m 3に設定されます。
その値はこれらの変動を経験しますが、特に連続的であると見なされる媒体で、物質の挙動を決定するのに非常に適切な量です。
相対密度との違いは、絶対密度には次元があることです。その場合、その値は選択した単位系に依存します。このようにして、4ºCの温度での水の密度は次のようになります。
ρ 水 = 1 g / cm 3 = 1000 Kg / m 3 = 1.94スラグ/ ft 3
解決された演習
-演習1
比重が0.8のオイル16グラムが占める体積を求めます。
解決
まず、絶対密度ρ見つける油の油を。その相対密度をs gで表すと、次のようになります。
ρ オイル = 0.8 x水の密度
水の密度については、前のセクションで与えられた値が使用されます。相対密度がわかっている場合は、この値に水の密度を掛けることにより、絶対密度がすぐに回復します。そう:
材料密度=相対密度x水の密度(通常の条件下)。
したがって、この例のオイルの場合:
ρ オイル = 0.8 x 1 g / cm 3 = 0.8 g / cm 3
密度は質量mと体積Vの商なので、次のようになります。
-演習2
岩の比重は2.32、体積は1.42 x 10 -4 m 3です。国際システムの単位と技術システムで岩の重さを見つけます。
解決
水の密度の値は1000 Kg / m 3として使用されます。
ρ 岩 =×1000 2.32キロ/ M 3 = 2.32×10 3 kg /日M 3
岩の質量mはキログラムです。
技術システムの単位での重量は0.33キログラム力です。国際システムで推奨されている場合、単位はニュートンで、質量には重力の加速度であるgの値が乗算されます。
-演習3
ピクノメーターは、物質の相対密度を特定の温度で測定できる容器です。
ピクノメーター。出典:Wikipedia.org。
実験室で未知の液体の密度を決定するために、次の手順に従いました。
-空の比重計の重さを量り、測定値は26.038 gでした。
-次に、ピクノメーターに20ºCの水(水密度0.99823 g / cc)を入れて計量し、35.966 gの値を得ました。
-最後に、未知の液体で満たされた比重びんの重さを量り、得られた測定値は37,791 gでした。
液体の密度を計算するための式を推定し、得られたデータを適用するよう求められます。
解決
水と流体の両方の質量は、空の比重計から完全な比重計の読み取り値を差し引くことによって決定されます。
質量H2O = 35.966 g-26.038 g = 9.928 g; 流体の質量= 37.791 g-26.038 g = 11.753 g
最後に、推定された式に代入されます。
流体 ρ =(11.753 g / 9.928 g)。0.99823 g / cc = 1.182 g / cc。
参考文献
- 百科事典ブリタニカ。比重。回復:britannica.com。
- Giancoli、D。2006。物理学:アプリケーションの原則。6 番目 ..エドプレンティスホール。
- モット、R。2006。流体力学。4日。版。ピアソン教育。12-21。
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