Fünf Wege zur Differenzierung der Dichte vom spezifischen Gewicht

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Dichte und spezifisches Gewicht sind zwei Eigenschaften von Materie, die viele Ähnlichkeiten, aber auch einige Unterschiede aufweisen. Beides sind zunächst intensive Stoffeigenschaften, die nicht von der Ausdehnung des Systems, sondern nur von seiner Zusammensetzung abhängen. Darüber hinaus stellen beide eine Möglichkeit dar, zwischen zwei Substanzen zu bestimmen, welche schwerer ist, wenn wir sie in gleichen Volumina vergleichen.

Trotz ihrer Ähnlichkeiten sind Dichte und spezifisches Gewicht jedoch nicht gleich. Als nächstes werden wir die Hauptunterschiede zwischen diesen beiden wichtigen Eigenschaften von Materie diskutieren.

Unterschied 1: Sie werden mit unterschiedlichen Symbolen dargestellt

Der erste Unterschied zwischen diesen beiden intensiven Eigenschaften der Materie besteht darin, dass sie beide durch unterschiedliche Symbole dargestellt werden. Je nach Kontext, in dem es verwendet wird, wird die Dichte normalerweise entweder durch den Buchstaben d oder durch den griechischen Buchstaben ρ (ro) dargestellt, wobei der zweite in der Physik und in den verschiedenen Bereichen der Ingenieurwissenschaften am häufigsten verwendet wird.

Stattdessen wird das spezifische Gewicht durch das Symbol SG (für sein englisches Akronym) dargestellt, obwohl manchmal GE auf Spanisch verwendet wird und in anderen Fällen einfach durch S dargestellt wird.

Unterschied 2: Sie werden mit unterschiedlichen Formeln berechnet

Der wichtigste Unterschied zwischen Dichte und spezifischem Gewicht besteht darin, dass sie unterschiedlich definiert sind.

Einerseits ist die Dichte definiert als das Verhältnis zwischen der Masse eines Stoffes und dem Volumen, das er im Raum einnimmt . In diesem Sinne repräsentiert es die Masse einer Volumeneinheit eines Stoffes. In mathematischer Form ist die Dichte definiert als:

Unterschied zwischen Dichte und spezifischem Gewicht

Wobei ρ die Dichte der Substanz ist, m ihre Masse ist und V das entsprechende Volumen der Substanzmasse darstellt.

Andererseits ist das spezifische Gewicht, auch spezifische Dichte oder relative Dichte genannt, definiert als das Verhältnis zwischen der Dichte eines Stoffes und der Dichte eines anderen Stoffes, der als Referenz verwendet wird . Analog kann es auch als Verhältnis zwischen dem spezifischen Gewicht einer Substanz und dem spezifischen Gewicht einer anderen Referenzsubstanz definiert werden.

Bei Stoffen in kondensiertem Zustand (fest oder flüssig) ist der Referenzstoff gewöhnlich reines Wasser bei einer Temperatur von 4 °C und einem Druck von 1 atm, Bedingungen, unter denen Wasser eine Dichte von 1000 kg/m 3 hat . Bei gasförmigen Stoffen hingegen ist die Bezugsdichte meist Luft. Daher kann das spezifische Gewicht mathematisch durch eine der folgenden Formeln definiert werden:

Unterschied zwischen Dichte und spezifischem Gewicht

Wenn sich beide Zähler auf die Substanz beziehen, deren spezifisches Gewicht berechnet wird, beziehen sich die Nenner auf die Referenzsubstanz, in diesem Fall Wasser (w bezieht sich auf Wasser) bei einer Temperatur von 4 °C und 1 atm Unterdruck. Wie zuvor gibt ρ die Dichte an, während γ das spezifische Gewicht darstellt.

Wie Sie sehen, werden beide Eigenschaften mit sehr unterschiedlichen Formeln berechnet.

Unterschied 3: Sie werden auf verschiedenen Arten von Skalen gemessen

Die Dichte ist eine absolute Größe. Das heißt, die Bestimmung und Berechnung der Dichte erfolgt nicht in Bezug auf einen Referenzpunkt. Wir können die Dichte eines Stoffes direkt messen, indem wir seine Masse und sein Volumen bestimmen und dann die oben genannte Formel verwenden.

Stattdessen ist das spezifische Gewicht eine relative Größe. Das heißt, die spezifischen Gewichtswerte eines Stoffes allein nützen uns nichts, wenn wir das Referenzmaterial oder den Stoff nicht kennen.

Wenn wir beispielsweise sagen, dass das spezifische Gewicht eines Materials 1,53 beträgt, können wir keine Schlussfolgerungen über die Dichte oder das spezifische Gewicht der Substanz ziehen, bis wir wissen, was die Referenzsubstanz ist. Allein die Zahl sagt uns, dass die Dichte unserer Substanz 1,53-mal größer ist als die Dichte der Referenzsubstanz, und wir könnten auch schlussfolgern, dass unsere Substanz sicherlich in die Referenzsubstanz einsinken (dh nicht schwimmen würde). Allerdings hätten wir immer noch keine Ahnung, wie dicht oder schwer das Material tatsächlich ist.

Es könnte ein Gas sein, das 1,53-mal dichter als Luft ist, oder es könnte eine Substanz sein, die 1,53-mal dichter als Wasser ist, was zwei sehr unterschiedliche Szenarien darstellt.

Unterschied 4: Sie haben nicht die gleichen Einheiten

Die Einheiten der Dichte sind Einheiten der Masse über Einheiten des Volumens ([ρ] = [m]/[V] oder [m].[V] –1 ). Einige gebräuchliche Einheiten für die Dichte sind:

  • kg/m 3 oder kg.m –3
  • g/cm 3 oder g.cm –3
  • g/ml oder g.ml –1
  • g/L oder gL –1

Andererseits führt die Tatsache, dass die relative Dichte oder das spezifische Gewicht ein Verhältnis zwischen zwei Dichten oder zwischen zwei spezifischen Gewichten ist, dazu, dass sich die Einheiten von Zähler und Nenner aufheben. Daher ist das spezifische Gewicht eine dimensionslose Größe (d. h. es hat keine Einheiten).

Unterschied 5: Messung

Die Dichte wird experimentell indirekt bestimmt, indem man die Masse eines Stoffes oder Materials bestimmt und dann sein Volumen misst oder berechnet, um schließlich die Dichteformel anzuwenden. Um sehr genaue Messungen der Dichte von Flüssigkeiten zu erhalten, wird üblicherweise ein Pyknometer verwendet.

Stattdessen kann das spezifische Gewicht direkt mit einem geeignet kalibrierten Aräometer oder einer digitalen Waage für das spezifische Gewicht gemessen werden.

Zusammenfassung der Unterschiede zwischen Dichte und spezifischem Gewicht

Die folgende Tabelle fasst die vier Unterschiede zwischen Dichte und spezifischem Gewicht zusammen, die in den vorherigen Abschnitten erläutert wurden:

Differenz Dichte Spezifisches Gewicht Definition Beziehung zwischen der Masse eines Stoffes und dem Volumen, das er im Raum einnimmt.  Verhältnis zwischen der Dichte oder dem spezifischen Gewicht einer Substanz und der Dichte oder dem spezifischen Gewicht einer Referenzsubstanz, üblicherweise Wasser bei 4 °C und 1 atm Druck.  Symbol In der Chemie und Biologie wird es normalerweise durch d dargestellt, während es in der Physik und Technik durch ρ dargestellt wird. Es wird durch SG (das vom englischen spezifischen Gewicht kommt), S oder GE dargestellt.  Skalen Dargestellt in einer absoluten Skala Dargestellt in einer relativen Skala Einheiten [m]/[V] oder [m].[V]–1 , zum Beispiel: • kg/m3 oder kg.m–3 • g/cm3 oder g. cm–3 • g/mL oder g.mL–1 • g/L oder gL–1 Sie ist dimensionslos.  Indirekte Messung.  Masse und Volumen eines Stoffes müssen separat bestimmt werden, um später die Dichte zu berechnen.  Direkte.

Verweise

Bowles, JE (2000). SPEZIFISCHES GEWICHT DER BÖDEN (PYCNOMETER) . Nationale Universität für Ingenieurwissenschaften. http://www.lms.uni.edu.pe/labsuelos/MODOS%20OPERATIVOS/Determinacion%20de%20la%20gravedad%20especifica.pdf

González, A. (2021, 2. Juni). Spezifisches Gewicht . Lebender. https://www.lifeder.com/specific-gravity/

Mettler-Toledo International Inc. (2021, 28. Oktober). Was ist Dichte? https://www.mt.com/mx/es/home/applications/Application_Browse_Laboratory_Analytics/Density/density-measurement.html

Ruff, B., MA. (2019, 28. November). Wie misst man das spezifische Gewicht von Flüssigkeiten ? wikiHow. https://es.wikihow.com/medir-la-gravedad-espec%C3%ADfica-de-los-l%C3%ADquidos

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

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