Specifična težina: koncept, definicija i primjena

Danas razmatramo specifičnu težinu i njezinu razliku od gustoće. Ovdje se nalazi metoda za dobivanje ove karakteristike za krute tvari. Članak predstavlja najveći i najmanji udio među plemenitim metalima koji se uspoređuju sa sličnim vrijednostima nekih važnih za suvremene tvari u svijetu.

Razlika između težine i težine

Prije svega, vrijedi raspraviti razliku, koja apsolutno nije važna u svakodnevnom životu. Ali ako riješite fizičke probleme o kretanju tijela u prostoru, koji nisu povezani s površinom planete Zemlje, onda su razlike koje predstavljamo vrlo značajne. Dakle, opisujemo razliku između težine i mase.

Određivanje težine

Težina ima smisla samo u području gravitacije, odnosno blizu velikih objekata. Drugim riječima, ako se osoba nalazi u zoni privlačenja zvijezde, planeta, velikog satelita ili asteroida pristojne veličine, onda je težina sila koju tijelo vrši na prepreku između njega i izvora gravitacije u fiksnom referentnom okviru. Ova se vrijednost mjeri u newtonima. Zamislite da zvijezda visi u svemiru, na određenoj udaljenosti nalazi se kamena ploča, a na ploči leži željezna kugla. To je koliko pritiska stavlja na prepreku, kao i težina.

Kao što znate, gravitacija ovisi o udaljenosti i masi objekta koji privlači. To jest, ako lopta leži daleko od teške zvijezde ili blizu malog i relativno laganog planeta, tada će djelovati na ploču jednako. Ali na različitim udaljenostima od izvora gravitacije, sila otpora istog objekta bit će različita. Što to znači? Ako se osoba kreće unutar istog grada, onda ništa. Ali ako govorimo o planinaru ili podmorničaru, onda mu recite: duboko ispod oceana, bliže jezgri, objekti imaju veću težinu nego na razini mora, a visoko u planinama - manje. Međutim, unutar granica našeg planeta (usput, ne i najveći u Sunčevom sustavu) razlika nije toliko značajna. To postaje vidljivo pri ulasku u prostor, izvan atmosfere.

Određivanje mase

Masa je usko povezana s inercijom. Ako odete duboko, on određuje koje gravitacijsko polje tijelo stvara. Ta je fizikalna veličina jedna od najosnovnijih značajki. To ovisi samo o tvari u ne-relativističkim (tj. Blizu svjetlosti) brzinama. Za razliku od težine, masa ne ovisi o udaljenosti od drugog objekta, ona određuje snagu interakcije s njim.

Isto tako, vrijednost mase objekta je invarijantna sustavu u kojem je definirana. Mjeri se u količinama kao što su kilogram, tona, funta (ne smije se miješati s nogom) pa čak i kamen (što na engleskom znači "kamen"). Sve ovisi o zemlji u kojoj osoba živi.

Određivanje specifične težine

Sada, kada je čitatelj shvatio tu važnu razliku između dva slična pojma i ne pomiješa ih s drugima, preći ćemo na specifičnu težinu. Ovaj izraz se odnosi na odnos težine tvari prema njenom volumenu. U univerzalnom sustavu SI je označen kao newton po kubičnom metru. Primijetite da se definicija odnosi na tvar koja se spominje ili u čisto teoretskom (obično kemijskom) aspektu, ili u odnosu na homogena tijela.

Kod nekih problema riješenih u određenim područjima fizičkog znanja, specifična težina se smatra sljedećim odnosom: koliko je ispitivana tvar teža od vode od četiri stupnja Celzijusa s jednakim volumenima. Ta se približna i relativna vrijednost u pravilu koristi u znanostima, povezanim s biologijom ili geologijom. Ovaj zaključak temelji se na činjenici da je ova temperatura prosječna u oceanu iznad planete. Alternativno, specifična težina određena drugom metodom može se nazvati relativna gustoća.

Razlika između specifične težine i gustoće

Omjer kojim se ta količina određuje lako se miješa s gustoćom, budući da je masa podijeljena s volumenom. Međutim, težina, kako smo naučili, ovisi o udaljenosti od izvora gravitacije i njezinoj masi, a ti su pojmovi različiti. Valja napomenuti da u određenim uvjetima, naime pri niskoj (ne-relativističkoj) brzini, konstanti g i malim ubrzanjima, gustoća i specifična težina mogu se brojčano podudarati. To znači da izračunavanjem dvije veličine možete dobiti istu vrijednost za njih. Kada se ispune gore navedeni uvjeti, takva slučajnost može dovesti do ideje da su ta dva pojma jedan te isti. Ova zabluda opasna je zbog temeljne razlike između svojstava ugrađenih u njihov temelj.

Mjerenje specifične težine

Kuće da biste dobili udio metala, i drugih krutih tvari, to je teško. Međutim, u najjednostavnijem laboratoriju, opremljenom skalama s dubokim zdjelama, na primjer, u školi, to nije teško. Metalni predmet se izvagava u normalnim uvjetima - to jest, samo u zraku. Ova vrijednost će se registrirati kao x1. Onda je ta posuda u kojoj leži subjekt uronjena u vodu. U isto vrijeme gubi poznate Arhimedov zakon težina. Uređaj gubi svoj izvorni položaj, jaram je iskrivljen. Za balansiranje se dodaje opterećenje. Njegovu vrijednost označavamo x2.

Tjelesna težina bit će omjer od x1 do x2. Osim metala, specifična težina se mjeri za tvari u različitim agregatnim stanjima, s nejednakim tlakom, temperaturom i drugim karakteristikama. Za određivanje željene vrijednosti korištene su metode vaganja, piknometra, hidrometra. U svakom slučaju trebate odabrati takve eksperimentalne instalacije koje uzimaju u obzir sve čimbenike.

Tvari s najvećom i najnižom specifičnom težinom

Osim čiste matematičke i fizičke teorije, interesantni su i posebni zapisi. Ovdje ćemo pokušati dati elemente kemijskog sustava koji imaju najveću i najnižu registriranu specifičnu težinu. Među obojenih metala najviše "teški" - plemenita platina i zlato, a zatim tantal, nazvan po starogrčkom junaku. Prve dvije tvari specifične težine gotovo su dvostruko veće od vrijednosti sljedećeg srebra, molibdena i olova. Pa, najlakši među plemenitim metalima bio je magnezij, koji je gotovo šest puta manji od malo težeg vanadija.

Specifična težina nekih drugih tvari

Svijet modernosti ne bi bio moguć bez željeza i njegovih različitih legura, a njihova specifična težina nesumnjivo ovisi o sastavu. Njegova vrijednost varira unutar jedne ili dvije jedinice, ali u prosjeku nije najviša među svim tvarima. I što možemo reći o aluminiju? kao gustoće, specifična težina vrlo je niska - samo dvostruka količina magnezija. To je značajna prednost za izgradnju visokih zgrada, na primjer, ili zrakoplova, posebno u kombinaciji s takvim svojstvima kao što su čvrstoća i savitljivost.

Ali bakar ima vrlo visoku specifičnu težinu, gotovo jednaku srebru i olovu. Istodobno, njegove legure, bronca i mjed, nešto su laganije na račun drugih metala koji imaju manju vrijednost o veličini o kojoj se raspravlja. Vrlo lijep i nevjerojatno skup dijamant ima, naprotiv, nisku vrijednost specifične težine - samo tri puta veću od magnezija. Silicij i germanij, bez kojih bi suvremeni minijaturni gadgeti bili nemogući, unatoč činjenici da imaju slične strukture, ipak se razlikuju. Udio prvog je gotovo upola manji od drugog, iako su obje relativno lagane tvari na toj skali.