ห้าวิธีในการแยกความแตกต่างของความหนาแน่นจากความถ่วงจำเพาะ

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


ความหนาแน่นและความถ่วงจำเพาะเป็นคุณสมบัติสองประการของสสารที่มีความคล้ายคลึงกันหลายประการ แต่ก็มีข้อแตกต่างบางประการเช่นกัน ในการเริ่มต้น ทั้งสองอย่างเป็นคุณสมบัติเข้มข้นของสสารที่ไม่ขึ้นอยู่กับขอบเขตของระบบ แต่ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของมันเท่านั้น นอกจากนี้ ทั้งสองยังแสดงถึงวิธีการระบุระหว่างสารสองชนิด ซึ่งหนักกว่าเมื่อเราเปรียบเทียบในปริมาตรที่เท่ากัน

อย่างไรก็ตาม แม้จะมีความคล้ายคลึงกัน แต่ความหนาแน่นและความถ่วงจำเพาะก็ไม่เหมือนกัน ต่อไป เราจะหารือเกี่ยวกับความแตกต่างที่สำคัญระหว่างคุณสมบัติ ที่สำคัญทั้งสองนี้ ของสสาร

ความแตกต่าง 1: พวกเขาแสดงด้วยสัญลักษณ์ที่แตกต่างกัน

ความแตกต่างประการแรกระหว่างคุณสมบัติเข้มข้นของสสารทั้งสองนี้คือสัญลักษณ์ทั้งสองแสดงด้วยสัญลักษณ์ที่แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับบริบทที่ใช้ ความหนาแน่นมักจะแสดงด้วยตัวอักษรdหรือตัวอักษรกรีก ρ (ro) ตัวที่สองเป็นชนิดที่ใช้บ่อยที่สุดในฟิสิกส์และในสาขาต่างๆ ของวิศวกรรม

แต่ความถ่วงจำเพาะ จะแสดงด้วยสัญลักษณ์ SG (สำหรับตัวย่อในภาษาอังกฤษ) แม้ว่าบางครั้ง GE จะใช้ในภาษาสเปน และในกรณีอื่น ๆ จะใช้แทนโดยS

ความแตกต่าง 2: คำนวณโดยใช้สูตรต่างๆ

ความแตกต่างที่สำคัญที่สุดระหว่างความหนาแน่นและความถ่วงจำเพาะคือนิยามต่างกัน

ในแง่หนึ่งความหนาแน่นถูกกำหนดให้เป็น ความสัมพันธ์ระหว่างมวลของสสารกับปริมาตรที่อยู่ในอวกาศ ในแง่นี้ มันแสดงถึงมวลของหน่วยปริมาตรของสาร ในรูปแบบทางคณิตศาสตร์ ความหนาแน่นหมายถึง:

ความแตกต่างระหว่างความหนาแน่นและความถ่วงจำเพาะ

โดยที่ ρ คือความหนาแน่นของสารmคือมวล และVแทนปริมาตรที่สอดคล้องกันของมวลของสารดังกล่าว

ในทางกลับกันความถ่วงจำเพาะหรือที่เรียกว่าความหนาแน่นจำเพาะหรือความหนาแน่นสัมพัทธ์ ถูกกำหนดให้เป็น อัตราส่วนระหว่างความหนาแน่นของสารหนึ่งกับความหนาแน่นของสารอื่นที่ใช้เป็นมาตรฐานอ้างอิง ในทำนองเดียวกัน มันสามารถกำหนดเป็นอัตราส่วนระหว่างน้ำหนักจำเพาะของสารหนึ่งกับน้ำหนักจำเพาะของสารอ้างอิงอื่น

ในกรณีของสารในสถานะควบแน่น (ของแข็งหรือของเหลว) สารอ้างอิงมักจะเป็นน้ำบริสุทธิ์ที่อุณหภูมิ 4 °C และความดัน 1 atm สภาวะที่น้ำมีความหนาแน่น 1,000 กก. /ม. 3 ในทางกลับกัน ในกรณีของสารที่เป็นก๊าซ ความหนาแน่นอ้างอิงมักจะเป็นอากาศ ดังนั้น ความถ่วงจำเพาะสามารถกำหนดได้ทางคณิตศาสตร์โดยใช้หนึ่งในสูตรต่อไปนี้:

ความแตกต่างระหว่างความหนาแน่นและความถ่วงจำเพาะ

เมื่อตัวเศษทั้งสองอ้างถึงสารที่กำลังคำนวณความถ่วงจำเพาะ ตัวส่วนหมายถึงสารอ้างอิง ในกรณีนี้คือน้ำ (w หมายถึงน้ำ) ที่อุณหภูมิ 4°C และ 1 atm depression เช่นเดียวกับก่อนหน้านี้ ρ แสดงถึงความหนาแน่น ในขณะที่ γ แสดงถึงน้ำหนักเฉพาะ

อย่างที่คุณเห็น คุณสมบัติทั้งสองคำนวณโดยใช้สูตรที่แตกต่างกันมาก

ความแตกต่าง 3: วัดจากมาตราส่วนประเภทต่างๆ

ความหนาแน่นเป็นขนาดสัมบูรณ์ นั่นคือ การกำหนดและการคำนวณความหนาแน่นไม่ได้ทำขึ้นโดยสัมพันธ์กับจุดอ้างอิง เราสามารถวัดความหนาแน่นของสารได้โดยตรงโดยกำหนดมวลและปริมาตรของสารนั้น จากนั้นใช้สูตรที่กล่าวถึงข้างต้น

ความถ่วงจำเพาะเป็นปริมาณสัมพัทธ์แทน ซึ่งหมายความว่าค่าความถ่วงจำเพาะของสารเพียงอย่างเดียวไม่มีประโยชน์สำหรับเราหากเราไม่รู้จักวัสดุหรือสารอ้างอิง

ตัวอย่างเช่น ถ้าเราบอกว่าความถ่วงจำเพาะของวัสดุคือ 1.53 เราไม่สามารถสรุปเกี่ยวกับความหนาแน่นหรือความถ่วงจำเพาะของสารได้จนกว่าเราจะรู้ว่าสารอ้างอิงคืออะไร ตัวเลขเพียงอย่างเดียวบอกเราว่าความหนาแน่นของสารของเรามากกว่าความหนาแน่นของสารอ้างอิงถึง 1.53 เท่า และเราอาจสรุปได้ว่าสารของเราจะจมลงในสารอ้างอิงอย่างแน่นอน (เช่น ไม่ลอย) อย่างไรก็ตาม เรายังไม่ทราบว่าวัสดุมีความหนาแน่นหรือหนักเพียงใด

อาจเป็นก๊าซที่มีความหนาแน่นมากกว่าอากาศ 1.53 เท่า หรืออาจเป็นสสารที่มีความหนาแน่นมากกว่าน้ำ 1.53 เท่า ซึ่งแสดงถึงสองสถานการณ์ที่แตกต่างกันมาก

ความแตกต่าง 4: พวกเขาไม่มีหน่วยเดียวกัน

หน่วยของความหนาแน่นคือหน่วยของมวลต่อหน่วยปริมาตร ([ρ] = [m]/[V] หรือ [m].[V] –1 ) หน่วยทั่วไปสำหรับความหนาแน่นคือ:

  • กก./ม. 3หรือ กก.ม. –3
  • g/cm 3หรือ g.cm –3
  • g/mL หรือ g.mL –1
  • g/L หรือ gL –1

ในทางกลับกัน ข้อเท็จจริงที่ว่าความหนาแน่นสัมพัทธ์หรือความถ่วงจำเพาะคือความสัมพันธ์ระหว่างความหนาแน่นสองค่าหรือระหว่างน้ำหนักจำเพาะสองน้ำหนักทำให้หน่วยของตัวเศษและตัวส่วนหักล้างกัน ดังนั้น ความถ่วงจำเพาะจึงเป็นปริมาณที่ไม่มีมิติ (นั่นคือไม่มีหน่วย)

ความแตกต่างที่ 5: การวัด

ความหนาแน่นถูกกำหนดโดยทางอ้อมจากการทดลองโดยการหามวลของสารหรือวัสดุ จากนั้นจึงวัดหรือคำนวณปริมาตรของสารนั้น เพื่อใช้สูตรความหนาแน่นในที่สุด เพื่อให้ได้การวัดความหนาแน่นของของเหลวที่แม่นยำมาก มักใช้พิกโนมิเตอร์

แต่สามารถวัดค่าความถ่วงจำเพาะได้โดยตรงโดยใช้ไฮโดรมิเตอร์ที่สอบเทียบอย่างเหมาะสมหรือเครื่องชั่งความถ่วงจำเพาะแบบดิจิตอล

สรุปความแตกต่างระหว่างความหนาแน่นและความถ่วงจำเพาะ

ตารางต่อไปนี้สรุปความแตกต่างสี่ประการระหว่างความหนาแน่นและความถ่วงจำเพาะที่อธิบายไว้ในส่วนก่อนหน้า:

ความแตกต่าง ความหนาแน่น ความหนาแน่น คำจำกัดความ ความถ่วงจำเพาะ ความสัมพันธ์ระหว่างมวลของสสารและปริมาตรในอวกาศ  ความสัมพันธ์ระหว่างความหนาแน่นหรือน้ำหนักจำเพาะของสารกับความหนาแน่นหรือน้ำหนักจำเพาะของสารอ้างอิง โดยทั่วไปน้ำที่อุณหภูมิ 4 °C และความดัน 1 atm  สัญลักษณ์ในวิชาเคมีและชีววิทยามักจะเขียนแทนด้วย d ในขณะที่ฟิสิกส์และวิศวกรรมเขียนแทนด้วย ρ สัญลักษณ์นี้แทนด้วย SG (ซึ่งมาจากความถ่วงจำเพาะในภาษาอังกฤษ), S หรือ GE  มาตราส่วนที่แสดงในระดับสัมบูรณ์ แสดงในระดับสัมพัทธ์ หน่วย [m]/[V] หรือ [m].[V]–1 ตัวอย่างเช่น: • kg/m3 หรือ kg.m–3 • g/cm3 หรือ g cm–3 • g/mL หรือ g.mL–1 • g/L หรือ gL–1 ไม่มีมิติ  การวัดทางอ้อม  มวลและปริมาตรของสารต้องแยกจากกันเพื่อคำนวณความหนาแน่นในภายหลัง  โดยตรง.

อ้างอิง

โบว์ลส์, J.E. (2000). ความถ่วงจำเพาะของดิน (PYCNOMETER ) มหาวิทยาลัยวิศวกรรมแห่งชาติ. http://www.lms.uni.edu.pe/labsuelos/MODOS%20OPERATIVOS/Determinacion%20de%20la%20gravedad%20especifica.pdf

González, A. (2021, 2 มิถุนายน). ความถ่วงจำเพาะ _ ชีวิต https://www.lifeder.com/specific-gravity/

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

รัฟฟ์, บี, แมสซาชูเซตส์ (2562, 28 พฤศจิกายน). วิธีวัดความถ่วงจำเพาะของของเหลว วิกิฮาว https://es.wikihow.com/medir-la-gravedad-espec%C3%ADfica-de-los-l%C3%ADquidos

-โฆษณา-

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

Artículos relacionados