Какова связь между удельным весом и плотностью?

Удельный вес и плотность связаны с тем, что удельный вес представляет собой отношение, основанное на стандартной плотности, используемой в науке, с водой в качестве базовой плотности для жидкостей и твердых веществ, а с воздухом или водородом в качестве базовой плотности для газов. Плотность - это средняя плотность вещества, измеряемая обычно в фунтах на кубический фут (фунт / фут ³ ) или в килограммах на кубический метр (кг / м ³ ). Деление плотности известного вещества на контрольную плотность воды определяет его удельный вес.

Пример соотношения между удельным весом и плотностью твердых веществ можно продемонстрировать, если взглянуть на качество такого элемента, как золото. Чистое золото имеет удельный вес 19,33 и плотность при комнатной температуре 68 ° по Фаренгейту (20 ° по Цельсию), равную 19,30 г на кубический сантиметр (г / см ³ ). Причина, по которой эти числа кажутся такими схожими, связана с тем, что при расчете удельного веса воды контрольная точка воды определяется плотностью воды при комнатной температуре, очень близкой к 1 г / см ³ . На самом деле, плотность воды составляет 0,99823 г / см ³ , что приводит к несколько различным значениям удельного веса и плотности для твердых веществ. Выражение удельного веса золота в более точных выражениях в виде отношения плотности золота к плотности воды составило бы 19,30 г / см ^3, деленное на 0,99823 г / см ^3, чтобы составить соотношение 19,33 / 1.

Выражения удельного веса и плотности с жидкостями включают в себя закон Паскаля, который гласит, что давление в ограниченном, несжимаемом объеме жидкости везде одинаково. Рассмотрение давления также учитывается для плотности газов с использованием закона идеального газа, чтобы получить приближения к состоянию газа на основе давления, объема и температуры. При всех расчетах удельного веса эталонная плотность воздуха должна составлять одну атмосферу, равную 14,7 фунт / дюйм ² (101,3 кПа).

Одним из наиболее очевидных значений расчетов удельного веса и плотности является то, что это соотношение сразу показывает, будет ли материал тонуть или плавать в воде. Любой удельный вес выше единицы более плотный, чем у воды, но при комнатной температуре алюминий имеет удельный вес всего 2,7 по сравнению с более тяжелыми металлами, такими как золото. Потенциально опасные газы, используемые в промышленности, такие как силан, который самопроизвольно сгорает в воздухе, имеют удельный вес 1,11. Знание того, что оно лишь немного тяжелее воздуха, помогает в разработке систем пожаротушения.

С коммерческой точки зрения таблицы удельного веса и плотности для различных химических веществ имеют широкий спектр применения. В геммологии удельный вес образца драгоценного камня, также известного как относительная плотность, сравнивается с высококачественным эталоном для определения его стоимости. Такие значения также используются для определения толщины яичной скорлупы, чтобы определить, достаточно ли сильны яйца для обработки через систему маркетинга продуктов питания, чтобы определить прочность почвы на сжатие в строительной промышленности и в нефтяной промышленности, чтобы определить содержание энергии в нефти.