상대 밀도는 가스 건조 공기가 사용되는 반면, 물질의 밀도가 액체와 고체를 4 ℃ (392 ° F)에서 보통 물인 기준 간의 관계 차원이다.
일부 텍스트에서는 비중 (비중을 영어로 문자 그대로 번역)이라고도하지만 같은 개념입니다. 두 밀도는 동일한 단위 시스템에 있어야하며 동일한 압력 및 온도 조건에서 측정되어야합니다.
떠 다니는 물체는 물보다 상대적 밀도가 낮습니다. 출처 : PIxabay.
상대 밀도는 다음과 같이 수학적으로 계산됩니다.
모든 물질의 밀도는 측정되는 압력 및 온도 조건에 따라 다르지만, 특히 가스의 경우 상대 밀도는 다양한 물질을 신속하게 특성화하는 데 매우 유용한 개념입니다.
이는 물의 밀도가 각 입방 센티미터 당 약 1g 이므로 대기압 및 양호한 온도 범위 (0 ~ 15ºC)에서 1g / cc 또는 1000kg / m 3 이므로 즉시 확인할 수 있습니다. .
물질의 상대 밀도를 제공하면 보편적 인 물질 인 물에 대해 얼마나 가볍거나 무거운 지 즉시 알 수 있습니다.
또한 상대 밀도는 일부 알려진 물질에 대한 상대 밀도 값이 언급되는 다음 섹션에서 볼 수 있듯이 작고 다루기 쉬운 숫자로 측정되기 때문에 기억하기 쉬운 값입니다.
예
물의 상대 밀도는 처음에 말했듯이 액체와 고체에 대한 참조 표준이기 때문에 분명히 1입니다. 커피, 우유 또는 청량 음료와 같은 액체는 물의 밀도에 매우 가까운 상대적 밀도를 갖습니다.
오일의 경우 원산지, 구성 및 가공에 따라 다르기 때문에 모든 사람에게 적용 할 수있는 단일 상대 밀도 값이 없습니다. 오일의 상대 밀도는 대부분 0.7 ~ 0.95 범위에 있습니다.
기체는 훨씬 가볍기 때문에 많은 응용 분야에서 사용되는 기준은 공기의 밀도입니다. 따라서 상대 밀도는 기체가 공기에 비해 얼마나 가볍거나 무거운지를 나타냅니다. 물과 비교하여 공기의 상대 밀도는 0.0013입니다.
알려진 물질 및 재료에 대한 몇 가지 상대 밀도 값을 살펴 보겠습니다.
일부 알려진 물질의 상대 밀도
-인체 : 1.07.
-수은 : 13.6.
-글리세린 : 1.26.
-가솔린 : 0.68.
-해수 : 1,025.
-강철 : 7.8.
-목재 : 0.5.
-얼음 : 0.92.
상대 밀도 값은 물질 또는 재료가 물에 떠 있는지 아니면 반대로 가라 앉는 지에 대한 즉각적인 정보를 제공합니다.
이를 고려하여 거의 모든 오일이이 액체보다 비중이 낮기 때문에 오일 층이 물 층 위에 남아있게됩니다. 물 속의 나무 큐브는 얼음처럼 일부를 가질 수 있습니다.
절대 밀도와의 차이
절대 밀도는 물질의 질량과 그것이 차지하는 부피 사이의 몫입니다. 체적은 온도 (가열되면 대부분의 물질이 팽창)와 압력에 따라 달라 지므로 밀도는이 두 가지 크기에 따라 달라집니다. 수학적으로 우리는 :
여기서 ρ는 밀도이고, 국제 시스템의 단위는 Kg / m 3 이고, m은 질량이고 V는 부피입니다.
부피와 온도 및 압력의 관계로 인해 표에 나타나는 밀도 값은 일반적으로 대기압 및 특정 온도 범위에서 지정됩니다.
따라서, 통상의 가스에 대한 조건 : 압력 1 기압, 온도 0 ° C의 공기의 밀도가 1,293kg / m로 설정된다 (3) .
그 값은 이러한 변화를 경험하지만, 특히 연속으로 간주되는 매체에서 물질의 거동을 결정하는 것은 매우 적절한 양입니다.
상대 밀도와의 차이점은 절대 밀도에는 치수가 있으며,이 경우 값은 선택한 단위 체계에 따라 다릅니다. 이런 식으로 4º C 온도에서 물의 밀도는 다음과 같습니다.
ρ 물 = 1g / cm 3 = 1000 Kg / m 3 = 1.94 슬러그 / ft 3
해결 된 운동
-연습 1
비중이 0.8 인 16 그램의 오일이 차지하는 부피를 찾으십시오.
해결책
먼저 오일 의 절대 밀도 ρ 오일 을 찾습니다 . 상대 밀도 를 s g 로 표시하면 다음과 같습니다.
ρ 오일 = 0.8 x 물의 밀도
물의 밀도는 이전 섹션에서 주어진 값이 사용됩니다. 상대 밀도를 알면이 값에 물의 밀도를 곱하여 절대 밀도를 즉시 복구합니다. 그래서:
재료 밀도 = 상대 밀도 x 물의 밀도 (정상 조건에서).
따라서이 예에서 오일의 경우 :
ρ 오일 = 0.8 x 1g / cm 3 = 0.8g / cm 3
밀도는 질량 m과 부피 V 사이의 몫이므로 다음과 같습니다.
-운동 2
암석의 비중은 2.32이고 부피는 1.42 x 10 -4 m 3 입니다. 국제 시스템과 기술 시스템의 단위로 암석의 무게를 찾으십시오.
해결책
물의 밀도 값은 1000 Kg / m 3 로 사용됩니다 .
ρ 암석 = 2.32 x 1000 Kg / m 3 = 2.32 x 10 3 Kg / m 3
암석의 질량 m은 킬로그램입니다.
기술 시스템 단위의 무게는 0.33 킬로그램 힘입니다. 국제 시스템에서 선호되는 경우 단위는 뉴턴이며 질량에 중력 가속도 인 g 값을 곱합니다.
-운동 3
비중병은 특정 온도에서 물질의 상대 밀도를 측정 할 수있는 용기입니다.
비중병. 출처 : Wikipedia.org.
실험실에서 알려지지 않은 액체의 밀도를 결정하기 위해 다음 절차를 따랐습니다.
-빈 비중병의 무게를 재고 판독 값은 26.038g
-비중병에 20ºC (물 밀도 0.99823g / cc)의 물을 채우고 무게를 재어 35.966g의 값을 얻었습니다.
-마지막으로 미지의 액체로 채워진 비중병의 무게를 잰 후 측정 값은 37,791g입니다.
액체의 밀도를 계산하는 식을 추론하고 얻은 데이터와 함께 적용합니다.
해결책
물과 액체의 질량은 빈 비중병에서 전체 비중병 판독 값을 빼서 결정됩니다.
질량 H2O = 35.966g-26.038g = 9.928g; 유체 질량 = 37.791g-26.038g = 11.753g
마지막으로 추론 된 표현식으로 대체됩니다.
유체 ρ = (11.753g / 9.928g). 0.99823g / cc = 1.182g / cc.
참고 문헌
- 브리태니커 백과 사전. 비중. 출처 : britannica.com.
- Giancoli, D. 2006. Physics : Principles with Applications. 6 번째 .. 에드 프렌 티스 홀.
- Mott, R. 2006. 유체 역학. 4 일. 판. 피어슨 교육. 12-21.
- Valera Negrete, J. 2005. 일반 물리학에 대한 주. UNAM. 44-45.
- White, F. 2004. 유체 역학. 5 판. Mc Graw Hill. 17-18.