KETUMPATAN RELATIF: PENGIRAAN, CONTOH, LATIHAN - FIZIKAL - 2025

The ketumpatan relatif hubungan berdimensi antara ketumpatan bahan dan rujukan yang biasanya air pada 4 ° C (39.2 ° F) untuk cecair dan pepejal, manakala bagi gas udara kering digunakan.

Dalam beberapa teks juga disebut graviti spesifik (terjemahan literal graviti spesifik dalam bahasa Inggeris), tetapi konsepnya sama. Kedua-dua ketumpatan mestilah dalam sistem unit yang sama dan telah diukur dalam keadaan tekanan dan suhu yang sama.

Objek terapung mempunyai ketumpatan relatif yang lebih rendah daripada air. Sumber: PIxabay.

Ketumpatan relatif dikira secara matematik seperti berikut:

Walaupun ketumpatan bahan bergantung pada tekanan dan keadaan suhu di mana ia diukur, terutama ketika menggunakan gas, ketumpatan relatif adalah konsep yang sangat berguna untuk mencirikan pelbagai bahan dengan cepat.

Ini dapat dilihat dengan segera, kerana ketumpatan air kira-kira 1 gram untuk setiap sentimeter padu: 1 g / cc atau 1000 kg / m ³ , pada tekanan atmosfera dan dalam julat suhu yang baik (dari 0 hingga 15 º C) .

Dengan memberikan ketumpatan relatif suatu bahan, segera diketahui seberapa ringan atau beratnya berkenaan dengan air, bahan sejagat.

Di samping itu, ketumpatan relatif adalah nilai yang mudah diingat kerana diukur dengan bilangan kecil dan mudah dikendalikan, seperti yang akan dilihat pada bahagian seterusnya, di mana nilai ketumpatan relatif untuk beberapa bahan yang diketahui disebutkan.

Contoh

Ketumpatan relatif air jelas 1, kerana seperti yang dikatakan pada awalnya, ini adalah standard rujukan untuk cecair dan pepejal. Cecair seperti kopi, susu atau minuman ringan mempunyai ketumpatan relatif hampir dengan air.

Bagi minyak, tidak ada satu pun nilai ketumpatan relatif yang berlaku untuk semua, kerana bergantung pada asal, komposisi dan pemprosesannya. Sebilangan besar ketumpatan relatif untuk minyak berada dalam julat antara 0,7 dan 0,95.

Gas jauh lebih ringan, jadi dalam banyak aplikasi, rujukan yang diambil adalah ketumpatan udara, sedemikian rupa sehingga ketumpatan relatif menunjukkan betapa ringan atau beratnya gas dibandingkan dengan udara. Berbanding dengan air, ketumpatan udara relatif ialah 0,0013.

Mari lihat beberapa nilai ketumpatan relatif untuk bahan dan bahan yang diketahui.

Ketumpatan relatif beberapa bahan yang diketahui

- Tubuh manusia: 1.07.

- Merkuri: 13.6.

- Gliserin: 1.26.

- Bensin: 0.68.

- Air laut: 1,025.

- Keluli: 7.8.

- Kayu: 0.5.

- Ais: 0.92.

Nilai ketumpatan relatif memberikan maklumat segera mengenai sama ada bahan atau bahan terapung di dalam air atau tenggelam sebaliknya.

Oleh itu, lapisan minyak akan berada di atas lapisan air, kerana hampir semua minyak mempunyai graviti spesifik yang lebih rendah daripada cecair ini. Sebatang kubus kayu di dalam air mungkin ada bahagiannya, sama seperti ais.

Perbezaan dengan ketumpatan mutlak

Ketumpatan mutlak adalah hasil bagi jisim zat dan isipadu yang dikandungnya. Oleh kerana kelantangan bergantung pada suhu (kebanyakan zat mengembang ketika dipanaskan) dan tekanan, ketumpatan pada gilirannya bergantung pada dua besar ini. Secara matematik kita mempunyai:

Di mana ρ adalah ketumpatan, yang unit dalam Sistem Antarabangsa adalah Kg / m ³ , m adalah jisim dan V adalah isipadu.

Oleh kerana hubungan yang dimiliki volume dengan suhu dan tekanan, nilai ketumpatan yang muncul dalam jadual biasanya ditentukan pada tekanan atmosfera dan dalam julat suhu tertentu.

Oleh itu, dalam keadaan normal untuk gas: 1 atmosfera tekanan dan 0º C suhu, ketumpatan udara ditetapkan pada 1,293 Kg / m ³ .

Walaupun nilainya mengalami variasi ini, itu adalah kuantiti yang sangat tepat untuk menentukan tingkah laku zat, terutama di media yang dianggap berterusan.

Perbezaan dengan ketumpatan relatif ialah ketumpatan mutlak mempunyai dimensi, dalam hal ini nilainya bergantung pada sistem unit yang dipilih. Dengan cara ini, ketumpatan air pada suhu 4º C ialah:

ρ _air = 1 g / cm ³ = 1000 Kg / m ³ = 1,94 slug / kaki ³

Latihan yang diselesaikan

-Latihan 1

Cari isipadu yang diisi oleh 16 gram minyak yang beratnya 0,8.

Penyelesaian

Mula-mula kita dapati ketumpatan mutlak ρ _minyak minyak. Dengan menunjukkan ketumpatan relatifnya sebagai s _g, kita mempunyai:

ρ _minyak = 0.8 x Ketumpatan air

Untuk ketumpatan air, nilai yang diberikan pada bahagian sebelumnya akan digunakan. Apabila ketumpatan relatif diketahui, ketumpatan mutlak segera pulih dengan mengalikan nilai ini dengan ketumpatan air. Jadi:

Ketumpatan bahan = Ketumpatan relatif x Ketumpatan air (dalam keadaan normal).

Oleh itu, untuk minyak dalam contoh ini:

ρ _minyak = 0,8 x 1 g / cm ³ = 0,8 g / cm ³

Oleh kerana ketumpatan adalah hasil bagi jisim m dan isipadu V, maka akan menjadi seperti berikut:

-Latihan 2

Sebiji batu mempunyai graviti spesifik 2.32 dan isipadu 1.42 x 10 ^-4 m ³ . Cari berat batu dalam unit Sistem Antarabangsa dan dalam sistem teknikal.

Penyelesaian

Nilai ketumpatan air akan digunakan sebagai 1000 Kg / m ³ :

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

Jisim batu adalah dalam kilogram:

Berat dalam unit sistem teknikal ialah 0.33 Kilogram-force. Sekiranya lebih disukai dalam sistem antarabangsa, maka unitnya adalah Newton, yang mana jisimnya dikalikan dengan nilai g, pecutan graviti.

-Latihan 3

Pycnometer adalah bekas dengan ketumpatan relatif suatu bahan dapat ditentukan pada suhu tertentu.

Pycnometer. Sumber: Wikipedia.org.

Untuk menentukan ketumpatan cecair yang tidak diketahui di makmal, prosedur ini diikuti:

- Pycnometer kosong ditimbang dan bacaannya ialah 26.038 g

- Kemudian pycnometer diisi dengan air pada suhu 20º C (ketumpatan air 0,99823 g / cc) dan ditimbang, memperoleh nilai 35,966 g.

- Akhirnya, pycnometer yang diisi dengan cecair yang tidak diketahui ditimbang dan bacaan yang diperoleh adalah 37,791 g.

Ia diminta untuk menyimpulkan ungkapan untuk mengira ketumpatan cecair dan menerapkannya dengan data yang diperoleh.

Penyelesaian

Jisim air dan bendalir ditentukan dengan mengurangkan bacaan pycnometer penuh dari pycnometer kosong:

jisim _H2O = 35.966 g - 26.038 g = 9.928 g; jisim _bendalir = 37.791 g - 26.038 g = 11.753 g

Akhirnya digantikan dengan ungkapan yang disimpulkan:

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

Rujukan

1. Ensiklopedia Britannica. Graviti tertentu. Dipulihkan dari: britannica.com.
2. Giancoli, D. 2006. Fizik: Prinsip dengan Aplikasi. 6 ^th .. Prentice Hall Ed.
3. Mott, R. 2006. Mekanik Bendalir. Ke-4. Edisi. Pendidikan Pearson. 12-21.
4. Valera Negrete, J. 2005. Catatan mengenai Fizik Umum. UNAM. 44-45.
5. White, F. 2004. Mekanik Bendalir. Edisi Ke-5. Bukit Mc Graw. 17-18.