RELATÍVNA HUSTOTA: VÝPOČET, PRÍKLADY, CVIČENIA - FYZICKÝ - 2026

Relatívna hustota je bezrozmerný vzťah medzi hustotou látky a odkaz, ktorý je zvyčajne vo vode pri teplote 4 ° C (39,2 ° F) pre kvapaliny a pevných látok, zatiaľ čo pre plyny sa používa suchý vzduch.

V niektorých textoch sa to tiež nazýva špecifická gravitácia (doslovný preklad špecifickej gravitácie v angličtine), ale je to ten istý pojem. Obidve hustoty musia byť v rovnakom systéme jednotiek a musia byť merané za rovnakých podmienok tlaku a teploty.

Plávajúce objekty majú nižšiu relatívnu hustotu ako voda. Zdroj: PIxabay.

Relatívna hustota sa vypočíta matematicky takto:

Hoci hustota akejkoľvek látky závisí od tlakových a teplotných podmienok, v ktorých sa meria, najmä pokiaľ ide o plyny, relatívna hustota je veľmi užitočným konceptom na rýchlu charakterizáciu rôznych materiálov.

Toto je zrejmé okamžite, pretože hustota vody je približne 1 gram na každý centimeter kubický: 1 g / cm3 alebo 1 000 kg / m ³ pri atmosférickom tlaku a v dobrom teplotnom rozmedzí (od 0 do 15 ° C) ,

Pri relatívnej hustote látky je okamžite známe, aká ľahká alebo ťažká je vzhľadom na vodu, univerzálnu látku.

Okrem toho je relatívna hustota ľahko zapamätateľnou hodnotou, pretože sa meria malými a ľahko spracovateľnými číslami, ako bude zrejmé z nasledujúcej časti, v ktorej sú uvedené hodnoty relatívnej hustoty pre niektoré známe látky.

Príklady

Relatívna hustota vody je samozrejme 1, pretože, ako už bolo povedané, ide o referenčný štandard pre kvapaliny a pevné látky. Kvapaliny ako káva, mlieko alebo nealkoholické nápoje majú relatívnu hustotu veľmi blízku hustote vody.

Pokiaľ ide o oleje, neexistuje žiadna jediná hodnota relatívnej hustoty použiteľná pre všetkých, pretože závisí od ich pôvodu, zloženia a spracovania. Väčšina relatívnych hustôt olejov je v rozmedzí 0,7 až 0,95.

Plyny sú omnoho ľahšie, takže v mnohých aplikáciách je referenčnou hodnotou hustota vzduchu, takže relatívna hustota udáva, ako ľahký alebo ťažký je plyn porovnávaný so vzduchom. V porovnaní s vodou je relatívna hustota vzduchu 0,0013.

Pozrime sa na niektoré hodnoty relatívnej hustoty známych látok a materiálov.

Relatívna hustota niektorých známych látok

- Ľudské telo: 1,07.

- Ortuť: 13.6.

- Glycerín: 1,26.

- benzín: 0,68.

- Morská voda: 1 025.

- oceľ: 7,8.

- Drevo: 0,5.

- Ľad: 0,92.

Hodnota relatívnej hustoty poskytuje okamžité informácie o tom, či látka alebo materiál pláva vo vode alebo naopak klesá.

Vzhľadom na to zostane vrstva oleja na vrchnej vrstve vody, pretože takmer všetky oleje majú nižšiu špecifickú hmotnosť ako táto kvapalina. Kocka dreva vo vode môže mať časť, rovnako ako ľad.

Rozdiel s absolútnou hustotou

Absolútna hustota je kvocient medzi hmotnosťou látky a objemom, ktorý zaberá. Pretože objem zase závisí od teploty (väčšina látok sa pri zahrievaní rozširuje) a tlaku, hustota zase závisí od týchto dvoch veličín. Matematicky máme:

Kde ρ je hustota, ktorých podiely v medzinárodnom systéme sú teda kg / m ³ , m je hmotnosť a V je objem.

Vzhľadom na vzťah, ktorý má objem s teplotou a tlakom, sú hodnoty hustoty, ktoré sa objavujú v tabuľkách, zvyčajne špecifikované pri atmosférickom tlaku a v určitých teplotných rozsahoch.

Tak, za normálnych podmienok pre plyny: 1 atmosféra tlaku a 0 ° C, teploty, hustota vzduchu je nastavený na 1,293 kg / m ³ .

Aj keď jeho hodnota prežíva tieto variácie, je veľmi vhodné množstvo určiť správanie látok, najmä v médiách považovaných za nepretržité.

Rozdiel s relatívnou hustotou je v tom, že absolútna hustota má rozmery, v takom prípade jej hodnoty závisia od zvoleného systému jednotiek. Týmto spôsobom je hustota vody pri teplote 4 ° C:

ρ _voda = 1 g / cm ³ = 1000 kg / m ³ = 1,94 slimák / ft ³

Riešené cvičenia

- Cvičenie 1

Nájdite objem obsadený 16 gramami oleja, ktorého špecifická hmotnosť je 0,8.

Riešenie

Najprv nájdeme absolútnu hustotu ρ _oleja z oleja. Označujúc jeho relatívnu hustotu ako s _g, máme:

ρ _olej = 0,8 x Hustota vody

Pre hustotu vody sa použije hodnota uvedená v predchádzajúcej časti. Ak je známa relatívna hustota, absolútna hustota sa okamžite získa vynásobením tejto hodnoty hustotou vody. takže:

Hustota materiálu = relatívna hustota x Hustota vody (za normálnych podmienok).

Preto v prípade tohto oleja:

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

Pretože hustota je kvocient medzi hmotnosťou ma objemom V, bude takáto:

- Cvičenie 2

Hornina má špecifickú hmotnosť 2,32 a objem 1,42 x ^10-4 m ³ . Nájdite hmotnosť horniny v jednotkách medzinárodného systému a technického systému.

Riešenie

Hodnota hustoty vody sa použije ako 1000 kg / m ³ :

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

Hmotnosť m horniny je v kilogramoch:

Hmotnosť v jednotkách technického systému je 0,33 kilogramovej sily. Ak je to v medzinárodnom systéme preferované, potom je jednotkou Newton, pre ktorú sa hmotnosť vynásobí hodnotou g, zrýchlenie gravitácie.

- Cvičenie 3

Pyknometer je nádoba, pomocou ktorej je možné určiť relatívnu hustotu látky pri určitej teplote.

Pyknometer. Zdroj: Wikipedia.org.

Na stanovenie hustoty neznámej kvapaliny v laboratóriu sa použil tento postup:

- Prázdny piknometer sa odvážil a odčítanie bolo 26,038 g

- Potom sa piknometer naplnil vodou pri 20 ° C (hustota vody 0,99823 g / cm3) a odvážil sa, čím sa získala hodnota 35,966 g.

- Nakoniec sa zvážil pyknometer naplnený neznámou tekutinou a získaný údaj bol 37 791 g.

Žiada sa, aby odvodil výraz na výpočet hustoty kvapaliny a použil ju na základe získaných údajov.

Riešenie

Hmotnosť vody aj tekutiny sa stanoví odčítaním úplného údaju z piknometra od prázdneho piknometra:

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

Nakoniec je nahradený výrazom, ktorý bol odvodený:

_tekutina p = (11,753 g / 9,928 g). 0,99823 g / cm3 = 1,182 g / cm3.

Referencie

1. Encyklopédia Britannica. Merná hmotnosť. Získané z: britannica.com.
2. Giancoli, D. 2006. Fyzika: Princípy s aplikáciami. 6 ^th .. Ed Prentice Hall.
3. Mott, R. 2006. Fluid Mechanics. 4 .. Vydanie. Pearson Education. 12-21.
4. Valera Negrete, J. 2005. Poznámky k všeobecnej fyzike. UNAM. 44-45.
5. White, F. 2004. Fluid Mechanics. 5. vydanie. Mc Graw Hill. 17-18.