Удельный вес вещества – это отношение его плотности к указанному эталонному веществу. Это соотношение является чистым числом, не содержащим единиц.
Если коэффициент удельного веса для данного вещества меньше 1, это означает, что материал будет плавать в эталонное вещество. Когда коэффициент удельного веса для данного материала больше 1, это означает, что материал будет тонуть в эталонном веществе.
Это связано с концепцией плавучесть. Айсберг плавает в океане (как на картинке), потому что его удельный вес по отношению к воде меньше 1.
Это явление подъема и опускания. является причиной того, что применяется термин «удельный вес», хотя сама сила тяжести не играет существенной роли в этом процессе. Даже в существенно другом гравитационном поле соотношение плотностей не изменилось бы. По этой причине было бы гораздо лучше применять термин «относительная плотность» между двумя веществами, но по историческим причинам термин «удельный вес» сохранился.
Удельный вес для жидкостей
Для жидкостей эталонным веществом обычно является вода с плотностью 1,00 x 10 3 кг/м 3 при 4 градусах Цельсия (самая плотная температура воды), используется для определения того, будет ли жидкость тонуть или плавать в воде. В домашних заданиях это обычно считается эталонным веществом при работе с жидкостями.
Удельный вес для газов
Для газов эталонным веществом обычно является обычный воздух при комнатной температуре, который имеет плотность приблизительно 1,20 кг/м3 3 . В домашней работе, если эталонное вещество не указано для задачи удельного веса, обычно можно с уверенностью предположить, что вы используете его в качестве эталонного вещества.
Уравнения удельного веса
Удельный вес (SG) – это отношение плотности исследуемого вещества ( ρ i ) до плотности эталонного вещества ( ρ r ). ( Примечание: греческий символ ро, ρ , обычно используется для обозначения плотности. ) Это можно определить по следующей формуле:
SG = ρ i ÷ ρr = ρi / ρ r
Теперь, учитывая, что плотность рассчитывается по массе и объем через уравнение ρ = m / V , это означает, что если вы взяли два вещества одинакового объема , SG можно переписать как отношение их индивидуальных масс:
SG = ρ я /ρr
SG = m i /V /mr/V
SG = m i /mr
И, поскольку вес W = мг , это приводит к формуле, записанной как отношение весов:
SG = mi / m r
SG = m i g /mrg
SG = W i /Wr
Важно помнить, что это уравнение работает только с нашим предыдущим предположением, что объем двух веществ одинаков, поэтому, когда мы говорим о весах двух веществ в этом последнем уравнении, это вес равных объемов двух веществ.
Итак, если бы мы хотели чтобы узнать удельный вес этанола по отношению к воде, и мы знаем вес одного галлона воды, тогда нам нужно знать вес одного галлона этанола, чтобы завершить расчет. Или, наоборот, если бы мы знали удельный вес этанола по отношению к воде и знали вес одного галлона воды, мы могли бы использовать эту последнюю формулу, чтобы найти вес одного галлона этанола. (И, зная это, мы могли бы использовать его для определения веса другого объема этанола путем преобразования. Это разновидности уловок, которые вы можете найти среди домашних заданий, включающих эти концепции.)
Применение удельного веса
Удельный вес – это понятие, которое проявляется во множестве промышленных приложений, особенно когда оно относится к гидродинамике. Например, если вы когда-либо отправляли свою машину в сервис, и механик показал вам, как маленькие пластиковые шарики плавают в вашей трансмиссионной жидкости, вы видели действие удельного веса.
В зависимости от конкретного рассматриваемого применения в этих отраслях промышленности может использоваться концепция с другим эталонным веществом, отличным от воды или воздуха. Предыдущие предположения относились только к домашнему заданию. Когда вы работаете над реальным проектом, вы должны точно знать, к чему относится ваш удельный вес, и не должны делать предположений об этом..