RELATIBONG DENSITY: PAGKALKULA, HALIMBAWA, EHERSISYO - PISIKAL - 2025

Ang kamag-anak na density ay ang walang sukat na relasyon sa pagitan ng density ng isang sangkap at isang sanggunian na karaniwang tubig sa 4 ° C (39.2 ° F) para sa mga likido at solido, habang ginagamit ang mga gas na tuyo na hangin.

Sa ilang mga teksto tinatawag din itong tiyak na gravity (literal na pagsasalin ng tiyak na gravity sa Ingles), ngunit ito ay ang parehong konsepto. Ang parehong mga density ay dapat na sa parehong sistema ng mga yunit at nasukat sa ilalim ng pantay na mga kondisyon ng presyon at temperatura.

Ang mga lumulutang na bagay ay may isang mas mababang kamag-anak na density kaysa sa tubig. Pinagmulan: PIxabay.

Ang kaakibat na kamag-anak ay kinakalkula sa matematika tulad ng sumusunod:

Bagaman ang density ng anumang sangkap ay depende sa mga kondisyon ng presyon at temperatura kung saan ito sinusukat, lalo na pagdating sa mga gas, ang kamag-anak na density ay isang napaka-kapaki-pakinabang na konsepto upang mabilis na makilala ang magkakaibang mga materyales.

Makikita ito kaagad, dahil ang density ng tubig ay humigit-kumulang 1 gramo para sa bawat kubiko sentimetro: 1 g / cc o 1000 kg / m ³ , sa presyon ng atmospera at sa isang mahusay na saklaw ng temperatura (mula 0 hanggang 15 º C) .

Ang pagbibigay ng kamag-anak na density ng isang sangkap ay agad na kilala kung paano magaan o mabigat sa paggalang sa tubig, ang unibersal na sangkap.

Bilang karagdagan, ang kamag-anak na density ay isang madaling halaga na tandaan dahil sinusukat ito sa maliit at madaling hawakan na mga numero, tulad ng makikita sa susunod na seksyon, kung saan nabanggit ang mga halaga ng mga kamag-anak na mga density para sa ilang kilalang sangkap.

Mga halimbawa

Ang kamag-anak na density ng tubig ay malinaw na 1, dahil tulad ng sinabi sa simula, ito ang pamantayang sanggunian para sa mga likido at solido. Ang mga likido tulad ng kape, gatas o malambot na inumin ay may mga kamag-anak na mga density na malapit sa tubig na iyon.

Tulad ng para sa mga langis, walang isang solong kamag-anak na halaga ng density na nalalapat sa lahat, dahil depende ito sa kanilang pinagmulan, komposisyon at pagproseso. Karamihan sa mga kamag-anak na mga density ng mga langis ay nasa isang saklaw sa pagitan ng 0.7 at 0.95.

Ang mga gas ay mas magaan, kaya sa maraming mga aplikasyon ang sanggunian na kinuha ay ang density ng hangin, sa isang paraan na ipinapahiwatig ng kamag-anak na density kung paano ang ilaw o mabigat na gas ay inihambing sa hangin. Kumpara sa tubig, ang kamag-anak na density ng hangin ay 0.0013.

Tingnan natin ang ilang mga kamag-anak na halaga ng density para sa mga kilalang sangkap at materyales.

Kakaugnay na density ng ilang kilalang sangkap

- Katawang tao: 1.07.

- Mercury: 13.6.

- Glycerin: 1.26.

- Gasolina: 0.68.

- Dagat ng dagat: 1,025.

- Bakal: 7.8.

- Kahoy: 0.5.

- Yelo: 0.92.

Ang halaga ng kamag-anak na density ay nagbibigay ng agarang impormasyon sa kung ang isang sangkap o materyal na lumulutang sa tubig o lumubog sa kabaligtaran.

Dahil dito, ang isang layer ng langis ay mananatili sa tuktok ng isang layer ng tubig, dahil halos lahat ng mga langis ay may mas mababang tukoy na gravity kaysa sa likido na ito. Ang isang kubo ng kahoy sa tubig ay maaaring magkaroon ng isang bahagi sa labas nito, tulad ng yelo.

Pagkakaiba ng ganap na density

Ang ganap na density ay ang quotient sa pagitan ng masa ng isang sangkap at ang dami na nasasakop nito. Tulad ng dami sa pagliko ay nakasalalay sa temperatura (karamihan sa mga sangkap ay nagpapalawak kapag pinainit) at presyur, ang density ay magkakasya ay depende sa dalawang magnitude na ito. Matematika mayroon kami:

Kung saan ρ ang density, na ang mga yunit sa International System ay Kg / m ³ , m ang masa at V ang dami.

Dahil sa ugnayan na ang dami na may temperatura at presyon, ang mga halaga ng density na lilitaw sa mga talahanayan ay karaniwang tinukoy sa presyur ng atmospera at sa ilang mga saklaw ng temperatura.

Kaya, sa ilalim ng normal na mga kondisyon para sa mga gas: 1 na kapaligiran ng presyur at 0º C ng temperatura, ang density ng hangin ay nakatakda sa 1,293 Kg / m ³ .

Bagaman ang halaga nito ay nakakaranas ng mga pagkakaiba-iba, ito ay isang angkop na dami upang matukoy ang pag-uugali ng mga sangkap, lalo na sa media na itinuturing na tuluy-tuloy.

Ang pagkakaiba sa density ng kamag-anak ay ang ganap na density ay may mga sukat, kung saan ang mga halaga nito ay nakasalalay sa napiling sistema ng yunit. Sa ganitong paraan, ang density ng tubig sa temperatura na 4º C ay:

ρ _tubig = 1 g / cm ³ = 1000 Kg / m ³ = 1.94 slug / ft ³

Malutas na ehersisyo

-Ehersisyo 1

Hanapin ang lakas ng tunog na sinakop ng 16 gramo ng langis na ang partikular na grabidad ay 0.8.

Solusyon

Una ay matatagpuan namin ang ganap na density density _langis ng langis. Ang pagtanggi sa kamag-anak na density nito bilang s _g, mayroon kami:

ρ _langis = 0.8 x Density ng tubig

Para sa density ng tubig, ang halaga na ibinigay sa nakaraang seksyon ay gagamitin. Kapag kilala ang kamag-anak na density, ang ganap na density ay agad na nakuhang muli sa pamamagitan ng pagpaparami ng halagang ito sa pamamagitan ng density ng tubig. Kaya:

Kapadapatan ng materyal = Relatibong density x Density ng tubig (sa ilalim ng normal na mga kondisyon).

Samakatuwid, para sa langis sa halimbawang ito:

ρ _langis = 0.8 x 1 g / cm ³ = 0.8 g / cm ³

Dahil ang density ay ang quient sa pagitan ng mass m at volume V, ito ay ang mga sumusunod:

-Exercise 2

Ang isang bato ay may isang tiyak na gravity na 2.32 at isang dami ng 1.42 x 10 ^-4 m ³ . Hanapin ang bigat ng bato sa mga yunit ng International System at sa teknikal na sistema.

Solusyon

Ang halaga ng density ng tubig ay gagamitin bilang 1000 Kg / m ³ :

ρ _rock = 2.32 x 1000 Kg / m ³ = 2.32 x 10 ³ Kg / m ³

Ang masa m ng bato ay nasa mga kilo:

Ang bigat sa mga yunit ng teknikal na sistema ay 0.33 Kilogram-lakas. Kung ito ay ginustong sa internasyonal na sistema, kung gayon ang yunit ay Newton, kung saan ang masa ay pinarami ng halaga ng g, ang pagbilis ng grabidad.

-Exercise 3

Ang isang pycnometer ay isang lalagyan na kung saan ang kamag-anak na density ng isang sangkap ay maaaring matukoy sa isang tiyak na temperatura.

Pycnometer. Pinagmulan: Wikipedia.org.

Upang matukoy ang density ng isang hindi kilalang likido sa laboratoryo, ang pamamaraan na ito ay sinundan:

- Ang walang laman na pycnometer ay timbangin at ang pagbabasa ay 26.038 g

- Pagkatapos ang pycnometer ay napuno ng tubig sa 20º C (density ng tubig 0.99823 g / cc) at timbang, na nakakuha ng halagang 35,966 g.

- Sa wakas, ang pycnometer na puno ng hindi kilalang likido ay timbangin at ang pagbasa na nakuha ay 37,791 g.

Hiniling na magbawas ng isang expression upang makalkula ang density ng likido at ilapat ito sa data na nakuha.

Solusyon

Ang masa ng parehong tubig at likido ay natutukoy sa pamamagitan ng pagbabawas ng buong pagbabasa ng pycnometer mula sa walang laman na pycnometer:

masa _H2O = 35.966 g - 26.038 g = 9.928 g; _likidong masa = 37.791 g - 26.038 g = 11.753 g

Sa wakas ito ay nahalili sa ekspresyong ibinahagi:

_likido ρ = (11.753 g / 9.928 g). 0.99823 g / cc = 1.182 g / cc.

Mga Sanggunian

1. Encyclopedia Britannica. Tukoy na gravity. Nabawi mula sa: britannica.com.
2. Giancoli, D. 2006. Pisika: Mga Prinsipyo na may Aplikasyon. ^Ika - 6 .. Ed Prentice Hall.
3. Mott, R. 2006. Mga Fluid Mechanics. Ika-4. Edisyon. Edukasyon sa Pearson. 12-21.
4. Valera Negrete, J. 2005. Mga tala sa Pangkalahatang pisika. UNAM. 44-45.
5. Puti, F. 2004. Mga Fluid Mechanics. 5th Edition. Mc Graw Hill. 17-18.