Öt módszer a sűrűség és a fajsúly ​​megkülönböztetésére

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

A sűrűség és a fajsúly ​​az anyag két olyan tulajdonsága, amelyekben sok hasonlóság, de néhány különbség is van. Először is, mindkettő az anyag intenzív tulajdonságai, amelyek nem a rendszer kiterjedésétől, hanem csak az összetételétől függenek. Ezenkívül mindkettő egy módja annak, hogy meghatározzuk két anyag között, hogy melyik a nehezebb, ha egyenlő térfogatban hasonlítjuk össze őket.

A hasonlóság ellenére a sűrűség és a fajsúly ​​azonban nem ugyanaz. Ezután megvitatjuk az anyag e két fontos tulajdonsága közötti fő különbségeket.

1. különbség: Különböző szimbólumokkal vannak ábrázolva

Az első különbség az anyag e két intenzív tulajdonsága között az, hogy mindkettőt különböző szimbólumok ábrázolják. Attól függően, hogy milyen környezetben használják, a sűrűséget általában vagy a d betűvel vagy a görög ρ (ro) betűvel jelölik, a második a leggyakrabban használt fizikában és a mérnöki ágakban.

Ehelyett a fajsúlyt az SG szimbólum képviseli (angol rövidítése), bár néha a GE-t spanyolul használják, más esetekben pedig egyszerűen S.

2. különbség: Különböző képletek segítségével számítják ki

A legfontosabb különbség a sűrűség és a fajsúly ​​között az, hogy eltérően vannak meghatározva.

Egyrészt a sűrűséget az anyag tömege és a térben elfoglalt térfogata közötti kapcsolatként határozzuk meg . Ebben az értelemben az egységnyi térfogatú anyag tömegét jelenti. Matematikai formában a sűrűséget a következőképpen határozzuk meg:

Különbség a sűrűség és a fajsúly ​​között

Ahol ρ az anyag sűrűsége, m a tömege, V pedig az anyag tömegének megfelelő térfogata.

Másrészt a fajsúlyt, amelyet fajlagos sűrűségnek vagy relatív sűrűségnek is neveznek, egy anyag sűrűsége és egy másik, referenciastandardként használt anyag sűrűsége közötti arányként határozzák meg . Hasonlóképpen egy anyag fajsúlya és egy másik referenciaanyag fajsúlya közötti arányként is definiálható.

Kondenzált (szilárd vagy folyékony) halmazállapotú anyagok esetében a referenciaanyag általában 4 °C hőmérsékletű és 1 atm nyomású tiszta víz, amely körülmények között a víz sűrűsége 1000 kg/m 3 . Ezzel szemben a gáznemű anyagok esetében a referencia sűrűség általában a levegő. Ezért a fajsúly ​​matematikailag meghatározható a következő képletek egyikével:

Különbség a sűrűség és a fajsúly ​​között

Ahol mindkét számláló arra az anyagra vonatkozik, amelynek fajsúlyát számítják, a nevezők a referenciaanyagra vonatkoznak, ebben az esetben a vízre (w jelentése víz) 4 °C hőmérsékleten és 1 atm nyomáson. Mint korábban, a ρ a sűrűséget, míg a γ a fajsúlyt jelenti.

Amint látható, mindkét tulajdonságot nagyon különböző képletekkel számítják ki.

3. különbség: Különböző típusú skálákon mérik

A sűrűség abszolút nagyságrend. Vagyis a sűrűség meghatározása és számítása nem referenciaponthoz képest történik. Egy anyag sűrűségét közvetlenül mérhetjük, ha meghatározzuk tömegét és térfogatát, majd a fent említett képlet segítségével.

Ehelyett a fajsúly ​​egy relatív mennyiség. Ez azt jelenti, hogy egy anyag fajsúlyértékei önmagukban nem használnak bennünket, ha nem ismerjük a referenciaanyagot vagy anyagot.

Például, ha azt mondjuk, hogy egy anyag fajsúlya 1,53, akkor nem juthatunk semmilyen következtetésre az anyag sűrűségére vagy fajsúlyára vonatkozóan, amíg nem tudjuk, mi a referenciaanyag. A szám önmagában azt mondja, hogy anyagunk sűrűsége 1,53-szor nagyobb, mint a referenciaanyag sűrűsége, és arra is következtethetünk, hogy anyagunk biztosan belesüllyedne a referenciaanyagba (azaz nem lebegne). Azonban még mindig nem tudtuk, milyen sűrű vagy nehéz valójában az anyag.

Lehet a levegőnél 1,53-szor sűrűbb gáz , vagy a víznél 1,53-szor sűrűbb anyag, ami két nagyon eltérő forgatókönyvet képvisel.

4. különbség: Nem ugyanazok az egységek

A sűrűség mértékegységei a tömeg mértékegységei a térfogategységekkel ([ρ] = [m]/[V] vagy [m].[V] –1 ). A sűrűség néhány gyakori mértékegysége:

  • kg/m 3 vagy kg.m –3
  • g/cm 3 vagy g.cm –3
  • g/mL vagy g.mL –1
  • g/l vagy gL –1

Másrészt az a tény, hogy a relatív sűrűség vagy a fajsúly ​​két sűrűség vagy két fajsúly ​​közötti összefüggés, a számláló és a nevező egységeinek érvénytelenségét okozza. Ezért a fajsúly ​​egy dimenzió nélküli mennyiség (azaz nincsenek mértékegységei).

5. különbség: Mérés

A sűrűséget kísérleti úton, közvetett módon határozzuk meg egy anyag vagy anyag tömegének meghatározásával, majd térfogatának mérésével vagy kiszámításával, hogy végül alkalmazzuk a sűrűségi képletet. A folyadékok sűrűségének nagyon pontos mérésére általában piknométert használnak.

Ehelyett a fajsúly ​​közvetlenül mérhető egy megfelelően kalibrált hidrométerrel vagy digitális fajsúlymérleggel.

A sűrűség és a fajsúly ​​közötti különbségek összefoglalása

Az alábbi táblázat összefoglalja az előző részekben ismertetett négy különbséget a sűrűség és a fajsúly ​​között:

Különbség Sűrűség Fajsúly ​​Definíció Egy anyag tömege és a térben elfoglalt térfogata közötti kapcsolat.  Egy anyag sűrűsége vagy fajsúlya és egy referenciaanyag sűrűsége vagy fajsúlya közötti kapcsolat, általában víz 4 °C-on és 1 atm nyomáson.  Szimbólum A kémiában és a biológiában általában d-vel, míg a fizikában és a mérnökökben ρ-vel jelöli SG (amely az angol fajsúlyból származik), S vagy GE.  Mérlegek abszolút skálán ábrázolva Relatív skálán ábrázolva Egységek [m]/[V] vagy [m].[V]–1 , például: • kg/m3 vagy kg.m–3 • g/cm3 vagy g. cm–3 • g/mL vagy g.mL–1 • g/L vagy gL–1 Méret nélküli.  Közvetett mérés.  Egy anyag tömegét és térfogatát külön kell meghatározni a sűrűség későbbi kiszámításához.  Közvetlen.

Hivatkozások

Bowles, J. E. (2000). TALAJOK SÚLYOZÁSA (PIKNOMETER) . Országos Műszaki Egyetem. http://www.lms.uni.edu.pe/labsuelos/MODOS%20OPERATIVOS/Determinacion%20de%20la%20gravedad%20especifica.pdf

González, A. (2021, június 2.). Fajlagos súly . életfogytiglani büntetés. https://www.lifeder.com/specific-gravity/

Mettler-Toledo International Inc. (2021, október 28.). Mi a sűrűség? https://www.mt.com/mx/es/home/applications/Application_Browse_Laboratory_Analytics/Density/density-measurement.html

Ruff, B., MA. (2019. november 28.). Hogyan mérjük meg a folyadékok fajsúlyát . 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