Пет начина за разграничаване на плътността от специфичното тегло

Artículo revisado y aprobado por nuestro equipo editorial, siguiendo los criterios de redacción y edición de YuBrain.

Плътността и специфичното тегло са две свойства на материята, които имат много прилики, но и някои разлики. Като начало и двете са интензивни свойства на материята, които не зависят от степента на системата, а само от нейния състав. Освен това и двете представляват начин за определяне между две вещества кое е по-тежко, когато ги сравняваме в равни обеми.

Въпреки приликите обаче, плътността и специфичното тегло не са еднакви. След това ще обсъдим основните разлики между тези две важни свойства на материята.

Разлика 1: Те са представени с различни символи

Първата разлика между тези две интензивни свойства на материята е, че и двете са представени с различни символи. В зависимост от контекста, в който се използва, плътността обикновено се представя или с буквата d , или с гръцката буква ρ (ro), като втората е най-често използваната във физиката и в различните клонове на инженерството.

Вместо това, специфичното тегло е представено от символа SG (за неговия акроним на английски), въпреки че понякога GE се използва на испански, а в други случаи е просто представен от S.

Разлика 2: Изчисляват се по различни формули

Най-важната разлика между плътността и специфичното тегло е, че те се дефинират по различен начин.

От една страна, плътността се определя като връзката между масата на веществото и обема, който то заема в пространството . В този смисъл той представлява масата на единица обем вещество. В математическа форма плътността се определя като:

Разлика между плътност и специфично тегло

Където ρ е плътността на веществото, m е неговата маса, а V представлява съответния обем на споменатата маса вещество.

От друга страна, специфичното тегло, наричано още специфична плътност или относителна плътност, се определя като съотношението между плътността на дадено вещество и плътността на друго вещество, използвано като референтен стандарт . По подобен начин може да се определи и като съотношението между специфичното тегло на дадено вещество и специфичното тегло на друго референтно вещество.

В случай на вещества в кондензирани състояния (твърди или течни), референтното вещество обикновено е чиста вода при температура от 4 °C и налягане от 1 atm, условия, при които водата има плътност от 1000 kg/m 3 . От друга страна, в случай на газообразни вещества референтната плътност обикновено е въздух. Следователно специфичното тегло може да се определи математически чрез една от следните формули:

Разлика между плътност и специфично тегло

Когато и двата числителя се отнасят за веществото, чието специфично тегло се изчислява, знаменателите се отнасят за референтното вещество, в този случай вода (w се отнася за вода) при температура от 4°C и 1 atm депресия. Както преди, ρ показва плътност, докато γ представлява специфично тегло.

Както можете да видите, и двете свойства се изчисляват с помощта на много различни формули.

Разлика 3: Те се измерват на различни видове скали

Плътността е абсолютна величина. Това означава, че определянето и изчисляването на плътността не се извършва по отношение на референтна точка. Можем да измерим плътността на дадено вещество директно, като определим неговата маса и обем и след това използваме формулата, спомената по-горе.

Вместо това, специфичното тегло е относителна величина. Това означава, че стойностите на специфичното тегло на дадено вещество сами по себе си не са от полза за нас, ако не познаваме референтния материал или вещество.

Например, ако кажем, че специфичното тегло на даден материал е 1,53, не можем да стигнем до каквото и да е заключение относно плътността или специфичното тегло на веществото, докато не разберем какво е референтното вещество. Числото само по себе си ни казва, че плътността на нашето вещество е 1,53 пъти по-голяма от плътността на референтното вещество и можем също така да заключим, че нашето вещество със сигурност ще потъне в референтното вещество (т.е. няма да изплува). Въпреки това все още нямаме представа колко плътен или тежък всъщност е материалът.

Може да е газ с 1,53 пъти по-голяма плътност от въздуха или вещество с 1,53 пъти по-голяма плътност от водата, което представлява два много различни сценария.

Разлика 4: Те нямат еднакви единици

Единиците за плътност са единици маса спрямо единици обем ([ρ] = [m]/[V] или [m].[V] –1 ). Някои общи единици за плътност са:

  • kg/m 3 или kg.m –3
  • g/cm 3 или g.cm –3
  • g/mL или g.mL –1
  • g/L или gL –1

От друга страна, фактът, че относителната плътност или специфичното тегло е връзка между две плътности или между две специфични тегла, кара единиците на числителя и знаменателя да се отменят. Следователно специфичното тегло е безразмерна величина (тоест няма единици).

Разлика 5: Измерване

Плътността се определя експериментално индиректно чрез определяне на масата на вещество или материал и след това измерване или изчисляване на обема му, за да се приложи накрая формулата за плътност. За да се получат много точни измервания на плътността на течностите, обикновено се използва пикнометър.

Вместо това специфичното тегло може да бъде измерено директно с помощта на подходящо калибриран хидрометър или цифрова везна за специфично тегло.

Обобщение на разликите между плътност и специфично тегло

Следната таблица обобщава четирите разлики между плътност и специфично тегло, обяснени в предишните раздели:

Разлика Плътност Специфично тегло Определение Връзка между масата на дадено вещество и обема, който то заема в пространството.  Връзка между плътността или специфичното тегло на дадено вещество и плътността или специфичното тегло на референтното вещество, обикновено вода при 4 °C и 1 atm налягане.  Символ В химията и биологията обикновено се представя с d, докато във физиката и инженерството с ρ се представя с SG (което идва от английското Specific Gravity), S или GE.  Скали Представено в абсолютна скала Представено в относителна скала Единици [m]/[V] или [m].[V]–1, например: • kg/m3 или kg.m–3 • g/cm3 или g. cm–3 • g/mL или g.mL–1 • g/L или gL–1 Тя е безразмерна.  Непряко измерване.  Масата и обемът на веществото трябва да се определят отделно, за да се изчисли по-късно плътността.  Директен.

Препратки

Bowles, J.E. (2000). СПЕЦИФИЧНО ТЕГЛО НА ПОЧВИТЕ (ПИКНОМЕТЪР) . Национален инженерен университет. http://www.lms.uni.edu.pe/labsuelos/MODOS%20OPERATIVOS/Determinacion%20de%20la%20gravedad%20especifica.pdf

González, A. (2021 г., 2 юни). Специфично тегло . доживотен затворник. https://www.lifeder.com/specific-gravity/

Mettler-Toledo International Inc. (2021 г., 28 октомври). Какво е плътност? https://www.mt.com/mx/es/home/applications/Application_Browse_Laboratory_Analytics/Density/density-measurement.html

Ръф, Б., Масачузетс. (2019, 28 ноември). Как се измерва специфичното тегло на течности . wikiHow. https://es.wikihow.com/medir-la-gravedad-espec%C3%ADfica-de-los-l%C3%ADquidos

mm
Israel Parada (Licentiate,Professor ULA)
(Licenciado en Química) - AUTOR. Profesor universitario de Química. Divulgador científico.

Artículos relacionados