Was ist das spezifische Gewicht?
Das spezifische Gewicht, auch als Einheitsgewicht oder manchmal als Gewichtsdichte bezeichnet, beschreibt das Gewicht einer Substanz im Verhältnis zu ihrem Volumen. Es wird häufig als charakteristische Eigenschaft von Flüssigkeiten und Böden auf den Gebieten der Strömungsmechanik bzw. Bodenmechanik verwendet. Das spezifische Gewicht eines Stoffes ist nicht konstant - es kann sich je nach Temperatur und Druck ändern.
Der griechische Kleinbuchstabe Gamma, der wie ein "y" aussieht, steht normalerweise für das spezifische Gewicht in Gleichungen. Typischerweise wird die Gleichung "gamma = rho * g" verwendet, um spezifische Gewichte zu berechnen. Rho, ein griechischer Buchstabe, der wie ein abgerundetes "p" aussieht, repräsentiert die Dichte der Substanz - die Masse der Substanz im Verhältnis zu ihrem Volumen. Manchmal als lokale Konstante bezeichnet, steht "g" für die Erdbeschleunigung, die 32,2 Fuß pro Quadratsekunde (etwa 9,81 Meter pro Quadratsekunde) an der Erdoberfläche beträgt.
Standard-Dichteeinheiten sind Nacktschnecken pro Kubikfuß (Nacktschnecken / Fuß ^ 3) oder Pfund-Masse pro Kubikfuß (lbm / Fuß ^ 3) in imperialen Einheiten und Kilogramm pro Kubikmeter (kg / m ^ 3) in metrischen Einheiten. Die Konstante "g" wird in Fuß pro Quadratsekunde (ft / s ^ 2) oder Meter pro Quadratsekunde (m / s ^ 2) gemessen. Das Multiplizieren der Dichte mit "g" ergibt Einheiten der Pfundkraft pro Kubikfuß (lbf / ft ^ 3) oder Newton pro Kubikmeter (N / m ^ 3).
Beispielsweise hat Wasser eine Dichte von 1.000 kg / m 3 in metrischen Einheiten. Durch Multiplikation mit 9,81 m / s ^ 2 ergibt sich ein spezifisches Gewicht von 9,810 N / m ^ 3. In imperialen Einheiten beträgt die Dichte des Wassers 1,94 Nacktschnecken / ft ^ 3, und das Multiplizieren mit 32,2 ft / s ^ 2 ergibt 62,4 lb / ft ^ 3. Diese Berechnung wird jedoch nicht verwendet, wenn die Dichte in lbm gemessen wird. Eine Pfundmasse entspricht einer Pfundkraft. Wenn also eine Substanz eine Dichte von 10 lbm / ft ^ 3 hat, hat sie ein spezifisches Gewicht von 10 lbf / ft ^ 3.
Bei Verwendung in Bezug auf Böden wird das spezifische Gewicht im Allgemeinen als Einheitsgewicht bezeichnet und etwas anders berechnet. Für Bodenproben werden typischerweise zwei Arten von Gewichtseinheiten berechnet: das Massengewicht und das Trockengewicht. Masseinheitsgewicht ist das Einheitsgewicht der Probe, wenn die Poren im Boden sowohl Luft als auch Wasser enthalten. Zur Bestimmung des Trockengewichtes werden Laborgeräte verwendet, um eine Bodenprobe vollständig auszutrocknen, so dass sie kein Wasser enthält. Das Massengewicht ist definiert als das Gesamtgewicht geteilt durch das Gesamtvolumen, während das Trockengewicht das Trockengewicht geteilt durch das Gesamtvolumen ist.
Die Dichte ändert sich abhängig von Druck und Temperatur, und da das spezifische Gewicht von der Dichte abhängt, kann es sich auch ändern. Die Dichte nimmt mit steigender Temperatur ab, da sich die Moleküle in der Substanz weiter voneinander entfernen. Die Dichte nimmt mit zunehmendem Druck zu, da durch den Druck die Moleküle näher zusammengedrückt werden.