Co je měrná hmotnost?

Specifická hmotnost, také nazývaná jednotková hmotnost nebo někdy hustota hmotnosti, popisuje hmotnost látky vzhledem k jejímu objemu. Často se používá jako charakteristická vlastnost tekutin a půd v oblasti mechaniky tekutin a mechaniky půdy. Měrná hmotnost jakékoli dané látky není konstantní - může se měnit v závislosti na teplotě a tlaku.

Gama s malým písmenem, které vypadá jako „y“, obvykle představuje v rovnicích specifickou váhu. K výpočtu měrných hmotností se obvykle používá rovnice "gama = rho * g". Rho, řecké písmeno, které vypadá jako zaoblené písmeno „p“, představuje hustotu látky - hmotnost látky vzhledem k jejímu objemu. Někdy se nazývá lokální konstanta, „g“ představuje zrychlení způsobené gravitací, které je na zemském povrchu 32,2 stop za čtvereční sekundu (asi 9,81 metrů za čtvereční sekundu).

Standardní jednotky hustoty jsou slimáky na kubickou stopu (slimáky / ft ^ 3) nebo libra-hmota na krychlovou stopu (lbm / ft ^ 3) v imperiálních jednotkách a kilogramy na metr krychlový (kg / m3) v metrických jednotkách. Konstanta "g" se měří v stopách za čtvereční sekundu (ft / s ^ 2) nebo metrech za čtvereční sekundu (m / s ^ 2). Vynásobení hustoty "g" vede k jednotkám liber na kubickou stopu (lbf / ft ^ 3) nebo Newtonů na metr krychlový (N / m ^ 3).

Například voda má hustotu 1 000 kg / m3 v metrických jednotkách. Vynásobením 9,81 m / s ^ 2 se získá měrná hmotnost 9 810 N / m3. V císařských jednotkách je hustota vody 1,94 slug / ft ^ 3 a násobení 32,2 ft / s ^ 2 vede k 62,4 lb / ft ^ 3. Tento výpočet se však nepoužívá, pokud se měří hustota v lbm. Jedna libra hmotnost odpovídá jedné libře síly, takže pokud má látka hustotu 10 lbm / ft ^ 3, bude mít měrnou hmotnost 10 lbf / ft ^ 3.

Když se používá ve vztahu k půdě, měrná hmotnost se obecně označuje jako jednotková hmotnost a vypočítává se poněkud odlišně. Pro vzorky půdy se obvykle počítají dva typy jednotkové hmotnosti: objemová hmotnost a suchá hmotnost. Objemová hmotnost jednotky je jednotková hmotnost vzorku, když póry v půdě obsahují vzduch i vodu. K určení hmotnosti suché jednotky se laboratorní zařízení používá k úplnému vysušení vzorku půdy, takže neobsahuje žádnou vodu. Objemová hmotnost jednotky je definována jako celková hmotnost dělená celkovým objemem, zatímco suchá hmotnost jednotky je suchá hmotnost dělená celkovým objemem.

Hustota se mění na základě tlaku a teploty, a protože měrná hmotnost je založena na hustotě, může se také měnit. Hustota klesá s rostoucí teplotou, protože molekuly v látce se pohybují dále od sebe. Hustota se zvyšuje se zvyšováním tlaku, protože tlak tlačí molekuly blíže k sobě.