Hva er spesifikk vekt?

Spesifikk vekt, også kalt enhetsvekt eller noen ganger vekttetthet, beskriver vekten til et stoff relativt til volumet. Det blir ofte brukt som en karakteristisk egenskap for væsker og jordsmonn innen henholdsvis fluidmekanikk og jordmekanikk. Spesifikke vekten til et gitt stoff er ikke konstant - det kan endres basert på temperatur og trykk.

Den små bokstaver gamma, som ser ut som en "y", representerer vanligvis spesifikk vekt i ligninger. Normalt brukes ligningen "gamma = rho * g" for å beregne spesifikke vekter. Rho, en gresk bokstav som ser ut som en avrundet "p", representerer stoffets tetthet - stoffets masse i forhold til volumet. Noen ganger kalt den lokale konstanten, "g" representerer akselerasjonen på grunn av tyngdekraften, som er 32,2 fot per kvadrat sekund (ca. 9,81 meter per kvadrat sekund) ved jordoverflaten.

Standard tetthetsenheter er snegler per kubikkfot (snegler / ft ^ 3) eller pundmasse per kubikkfot (lbm / ft ^ 3) i keiserlige enheter og kilogram per kubikkmeter (kg / m ^ 3) i metriske enheter. Den konstante "g" måles i fot per kvadrat sekund (ft / s ^ 2) eller meter per kvadrat sekund (m / s ^ 2). Multiplisering av tetthet med "g" resulterer i enheter av kilo-kraft per kubikkfot (lbf / ft ^ 3) eller Newton per kubikkmeter (N / m ^ 3).

Som et eksempel har vann en tetthet på 1000 kg / m ^ 3 i metriske enheter. Multiplisering med 9,81 m / s ^ 2 resulterer i en egenvekt på 9 810 N / m ^ 3. I keiserlige enheter er tettheten av vann 1,94 snegler / ft ^ 3, og å multiplisere med 32,2 ft / s ^ 2 resulterer i 62,4 lb / ft ^ 3. Denne beregningen brukes imidlertid ikke når tettheten måles i lbm. En kilo-masse tilsvarer en kilo-kraft, så hvis et stoff har en tetthet på 10 lbm / ft ^ 3, vil det ha en egenvekt på 10 lbf / ft ^ 3.

Når den brukes i referanse til jordsmonn, blir spesifikk vekt vanligvis referert til som enhetsvekt og beregnes noe annerledes. To typer enhetsvekt beregnes vanligvis for jordprøver: bulkenhetsvekten og den tørre enhetsvekten. Bulk enhetsvekt er enhetsvekten til prøven når porene i jorden inneholder både luft og vann. For å bestemme tørr enhetsvekt, brukes laboratorieutstyr til å tørke ut en jordprøve helt, så den ikke inneholder vann. Bulk enhetsvekt er definert som totalvekten dividert med det totale volumet, mens tørr enhetsvekt er tørrvekten dividert med det totale volumet.

Tetthetsendringer basert på trykk og temperatur, og siden spesifikk vekt er basert på tetthet, kan den også endre seg. Tettheten avtar når temperaturen øker fordi molekylene i stoffet beveger seg lenger fra hverandre. Tettheten øker når trykket øker fordi trykket tvinger molekylene nærmere hverandre.