Vad är kopplingen mellan specifik tyngdkraft och densitet?

Specifik tyngdkraft och densitet är relaterade genom att specifik tyngdkraft är ett förhållande baserat på en standardtäthet som används i vetenskapen, med vatten som basdensitet för vätskor och fasta ämnen, och luft eller vätgas som basdensitet för gaser. Densitet är ett ämnes genomsnittliga kompakthet, mätt vanligtvis som kilo per kubikfot (lbs / ft ³ ) eller kilogram per kubikmeter (kg / m ³ ). Att dela en känd substans densitet med vattenens referensdensitet bestämmer dess specifika tyngdkraft.

Ett exempel på förhållandet mellan specifik tyngdkraft och densitet med fasta ämnen kan demonstreras genom att titta på kvaliteten på ett element som guld. Rent guld har en specifik vikt på 19,33 och en fast densitet vid en rumstemperatur på 68 ° Fahrenheit (20 ° Celsius) av 19,30 gram per kubikcentimeter (g / cm ³ ). Anledningen till att dessa siffror verkar så lika beror på referenspunkten för vatten vid beräkningen av specifik tyngdkraft, varvid vattentätheten vid rumstemperatur är mycket nära 1 g / cm3. Egentligen är vattentätheten 0,99823 g / cm ^, vilket resulterar i något olika antal i specifik vikt och densitet för fasta ämnen. Att uttrycka guldens specifika vikt i mer exakta termer eftersom förhållandet mellan guldens densitet och det för vattentätheten skulle vara 19,30 g / cm ³ dividerat med 0,99823 g / cm ³ till lika med ett förhållande på 19,33 / 1.

Uttryck av specifik tyngdkraft och densitet med vätskor införlivar Pascal's lag, som säger att trycket i en begränsad, okomprimerbar vätskevolym är densamma överallt. Trycköverväganden beaktas också för gasens densitet med användning av idealisk gaslag, för att producera approximationer av tillståndet för en gas baserad på tryck, volym och temperatur. Med alla specifika tyngdkraftsberäkningar bör referensdensiteten för luften vara en atmosfär av 14,7 lb / in ² (101,3 KPa).

Ett av de mest uppenbara värdena för beräkningar av specifik tyngd och densitet är att förhållandet omedelbart berättar om ett material kommer att sjunka eller flyta i vatten. Varje specifik tyngdkraft över en är tätare än vatten, men aluminium har en specifik tyngdkraft på endast 2,7 vid rumstemperatur jämfört med tyngre metaller som guld. Potentiellt farliga gaser som används i industrin såsom silan, som spontant kommer att förbränna i luft, har en specifik vikt på 1,11. Att veta att den bara är lite tyngre än luft hjälper till att utforma brandskyddssystem.

Kommersiellt har specifika tyngdkrafts- och densitetstabeller för olika kemikalier en mängd användningsområden. I gemologi jämförs den specifika tyngden för en provpärla, även känd som relativ densitet, mot en referens av hög kvalitet för att bestämma dess värde. Sådana värden används också för att bestämma äggskaltjockleken för att se om ägg är tillräckligt starka för att bearbeta genom livsmedelsmarknadsföringssystemet, för att bestämma komprimeringsstyrkan hos jord i byggindustrin och i oljeindustrin för att bestämma energiinnehållet i petroleum.